V. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN:
SAMBUNGAN KAYU MANGIUM 17 TAHUN DAN APLIKASI
PADA BALOK SUSUN
1. Hasil Densifikasi Kayu Mangium
Pemadatan kayu mangium telah dilakukan terhadap 24 lempengan papan ukuran 30 x 20 cm dengan tebal 30 mm, dan diperoleh nilai pengurangan kayu dan persen kenaikan sifat mekanis sebagaimana Tabel 35 berikut. Dalam tabel tersebut juga dicantumkan sifat mekanis kayu ulin yang digunakan sebagai pasak.
Tabel 35. Perubahan Sifat Mekanis Mangium Akibat Pemadatan dan Sifat Ulin Bahan Pasak No Rataan Sebelum Pemadatan Sesudah Pemadatan Perubahan Sifat (%) A. Mangium 1 Tebal (mm) 30,08 26,84 -10,77 2 Berat Jenis 0,57 0,62 +9,60 3 MoE (kgf/cm2) 138.365 144.506 +4,44 4 MoR (kgf/cm2) 902,55 1.278 +41,60 5 Kekerasan radial (kgf/cm2) 427,56 467,83 +9,42 6 Kekerasan tangensial (kgf/cm2) 490,22 503,17 +2,64 B. Ulin 1 MoE (kgf/cm2) 307.481 2 MoR (kgf/cm2) 1.458 3 Kekerasan radial (kgf/cm2) 794 4 Kekerasan tangensial (kgf/cm2) 883
Tabel 35 di atas menunjukkan bahwa proses pengempaan mangium umur 17 tahun hanya mampu meningkatkan kepadatan 11% karena apabila dilakukan penambahan waktu maka permukaan mangium menjadi kehitaman (gosong) dan dikhawatirkan akan merusak kayu. Meski demikian terjadi kenaikan yang cukup tinggi pada keteguhan lentur sampai dengan 42%, sementara pada berat jenis dan kekerasan radial sampai 9%, serta 4% pada nilai modulus elastisitas lenturnya. Kenampakan permukaan mangium yang dipadatkan menjadi lebih gelap dan berkilap.
2. Data Identifikasi Pasak dan Komponen Sambungan yang Digunakan
Identifikasi pasak telah dilakukan baik untuk pasak yang dibuat dari kayu mangium yang sama dengan komponen sambungan, pasak dari kayu mangium yang sama namun diberi perlakuan densifikasi, pasak yang dibuat dari kayu ulin maupun pasak baja. Data identifikasi pasak meliputi kadar air dan berat jenis baik pada pasak bulat maupun pasak segi empat sebagaimana Tabel 36 berikut.
Tabel 36. Rekapitulasi Data Pasak yang Digunakan
No Jenis Pasak Jumlah Kadar Air (%) CoV(%) Berat Jenis CoV(%)
A. Pasak Bulat
1 Pasak mangium sejenis 56 17,12 4,48 0,69 3,98 2 Pasak mangium dipadatkan 56 14,23 14,11 0,74 13,29
3 Pasak ulin 56 11,40 8,63 0,97 6,52
4 Pasak baja 56 - - 7,51 1,82
B. Pasak Segi empat
1 Pasak mangium sejenis 48 17,22 10,10 0,69 13,18 2 Pasak mangium dipadatkan 48 11,74 11,65 0,75 6,08
3 Pasak ulin 48 11,05 4,62 1,06 2,06
4 Pasak baja 48 - - 7,66 7,39
Komponen sambungan kayu untuk semua perlakuan juga telah diteliti kadar air dan berat jenisnya. Rataan data identifikasi semua komponen sambungan tersebut adalah sebagaimana tampak pada Tabel 37 berikut.
Tabel 37. Kadar Air dan Berat Jenis Komponen Sambungan No Keterangan Kadar Air (%) Berat Jenis
1 Nilai maksimum 19,93 0,75
2 Nilai minimum 15,23 0,48
3 Nilai rataan 17,64 0,61
4 Deviasi standar 1 0,06
5 Koef variasi (%) 5,67 9,63
3. Kemampuan 13 Sistem Sambungan pada Ukuran Komponen yang Sama
Pengujian sistem sambungan dengan menggunakan berbagai sistem sambungan pada ukuran komponen yang sama dicoba dibuat dengan menggunakan variasi bentuk dan bahan pasak penahan geser, variasi jenis pengencang, dan dibandingkan pula dengan perlakuan penggunaan sambungan pasak baut (tanpa penahan geser), pengencang bambu dan plat klam serta penggunaan laminasi perekat. Variasi bentuk penahan geser adalah bentuk bulat dan segi empat, sedang variasi bahan pasak penahan geser adalah pasak penahan geser yang dibuat dari kayu mangium sejenis, mangium dipadatkan, ulin dan baja.
Hasil pengujian dipaparkan pada Tabel 38 berikut, dimana nilai kekuatan terendah dicapai oleh sambungan 5 (sambungan dengan pasak penahan geser bulat yang dibuat dari mangium tanpa perlakuan dan pengencang plat klam), sementara tertinggi dicapai oleh sambungan 13 (sambungan dengan pasak penahan geser baja segiempat). Sambungan dengan pasak bambu memiliki sesaran yang sangat tinggi (11,6 mm)
sementara sambungan perekat menghasilkan keruntuhan yang tiba-tiba pada sesaran hanya 1 mm.
Tabel 38. Nilai Kemampuan Sistem Sambungan dan Sesaran 13 Jenis Sistem Sambungan pada Titik Maksimum dan Batas Proporsi
Nomor Jenis Sambungan* P Maksimum (x103 P Batas Proporsi kgf) (x103 S Maks (mm) kgf) S Batas Prop (mm) 5 1,33 0,72 3,25 1,05 3 2,02 0,72 11,60 2,85 4 2,19 1,29 4,10 1,55 2 3,18 1,48 3,80 1,75 8 3,96 2,25 3,03 1,10 12 4,88 2,60 2,68 1,15 6 5,29 2,85 3,95 1,50 10 5,66 2,81 5,05 1,85 7 5,93 3,17 5,15 2,00 11 6,36 2,40 5,60 1,85 1 6,59 0,75 1,00 0,25 9 6,79 3,53 5,00 1,60 13 8,35 4,12 5,55 1,85
*Ket.: 1 = (sambungan) perekat, 2 = baut, 3 = bambu, 4 = (pasak) bulat mangium (pengencang) bambu, 5 = bulat mangium plat klam, 6 = bulat mangium baut, 7 = bulat mangium padat baut, 8 = bulat ulin baut, 9 = bulat baja baut, 10 = segiempat mangium baut, 11 = segiempat padat baut, 12 = segiempat ulin baut, 13 = segiempat baja baut. P = nilai kemampuan sistem sambungan, S = sesaran
Nilai kemampuan terendah dicapai oleh sambungan 5 (sambungan dengan pasak penahan geser bulat yang dibuat dari mangium tanpa perlakuan dan pengencang plat klam), sementara tertinggi dicapai oleh sambungan 13 (sambungan dengan pasak penahan geser baja segiempat). Sambungan dengan pasak bambu memiliki sesaran yang sangat tinggi (11,6 mm) sementara sambungan perekat menghasilkan keruntuhan yang tiba-tiba pada sesaran hanya 1 mm.
Gambar 20 berikut menunjukkan histogram kemampuan sistem sambungan dan sesaran yang terjadi dengan ukuran contoh uji yang sama namun dilakukan perbedaan pada penggunaan alat sambungnya, diantaranya adalah penggunaan pasak penahan geser, pasak melintang, klam dan perekat yang hasilnya sangat beragam. Sambungan dengan menggunakan perekat (jenis sambungan 1) menunjukkan kemampuan yang sangat tinggi dengan batas proporsi yang sangat rendah, dan terjadi dalam rentang sesaran yang sangat rendah pula (0,25 mm pada batas proporsi). Hal itulah yang kiranya perlu diwaspadai pada konstruksi sambungan berperekat, karena keruntuhan bisa terjadi secara tiba-tiba meski kosntruksi tampak kokoh.
(a) (b)
Gambar 20. Histogram Nilai Kemampuan Sambungan (P, kgf) Maksimum dan pada Batas Proporsi (Gambar 20a), dan Sesaran (Slip, mm) Maksimum dan pada Batas Proporsi (Gambar 20b)
pada 13 Macam Sistem Sambungan.
(Keterangan: 1 = (sambungan) perekat, 2 = baut, 3 = bambu, 4 = (pasak) bulat mangium (pengencang) bambu, 5 = bulat mangium plat klam, 6 = bulat mangium baut, 7 = bulat mangium padat baut, 8 = bulat ulin baut, 9 = bulat baja baut, 10 = segiempat mangium baut, 11 = segiempat padat baut, 12 = segiempat ulin baut, 13 = segiempat baja baut). Perbedaan antar perlakuan dicoba diketahui melalui ANOVA (Analysis of
Variance) melalui Program Minitab versi 14 untuk data kemampuan maksimum
sambungan dan kemampuan sistem sambungan pada batas proporsi, seperti terurai pada Tabel 39a dan 39b berikut.
Tabel 39a. ANOVA P Maksimum (kgf) Vs. Jenis Sambungan
Source DF SS MS F P
Jenis sambungan 12 217.633.012 18.136.084 23,78 0,000
Error 39 29.747.318 762.752
Total 51 247.380.330
S = 873,4 R-Sq = 87,98% R-Sq(adj) = 84,28%
Tabel 39b. ANOVA P pada Batas Proporsi (PL) (kgf) Vs Jenis Sambungan
Source DF SS MS F P
Jenis sambungan 12 61.103.517 5.091.960 16,40 0,000
Error 39 12.108.471 310.474
Total 51 73.211.987
S = 557,2 R-Sq = 83,46% R-Sq(adj) = 78,37%
Karena kedua ANOVA menunjukkan nilai F yang lebih besar dari P yang berarti perlakuan dalam bentuk jenis sambungan yang berbeda-beda dinyatakan berbeda signifikan sehingga perlu diuji lebih lanjut guna mengetahui perlakuan yang mana saja yang signifikan tersebut.
Uji lanjut menggunakan program Minitab versi 14 dengan interpretasi perbandingan berpasangan menurut Fisher’s Test (yang sering disebut juga dengan Least Significant
(untuk P pada batas proporsi). Ketentuan interpretasi Fisher’s Test bahwa bila interval rata-rata untuk sepasang level faktor yang dibandingkan memuat bilangan nol maka keputusannya adalah keduanya memiliki rata-rata kemampuan sambungan maksimum yang sama. Rekapitulasi hasil signifikansi pada kemampuan maksimum dan kemampuan pada batas proporsi adalah sebagaimana diuraikan pada Tabel 40 berikut.
Tabel 40. Signifikansi Antar Perlakuan pada Kemampuan (P) Maksimum Sambungan (Bag Atas) dan pada P Batas Proporsi (Bag. Bawah)
Perlakuan 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 - 1 * * * * * ns * ns ns ns * * - 2 - ns ns * * * ns * * * * * 13 3 * - ns ns * * * * * * * * 12 4 * ns - ns * * * * * * * * 11 5 * ns ns - * * * * * * * * 10 6 ns * * ns - ns * * ns ns ns * 9 7 * ns ns ns * - * ns ns ns ns * 8 8 * ns ns ns ns * - * * * * * 7 9 * ns ns ns ns ns ns - ns ns * * 6 10 * * * * * * * * - ns ns * 5 11 * * * * * * * * ns - * * 4 12 * * * * * * * * ns ns - * 3 13 * * * * * ns * * ns ns ns - 2 - * * * * * * * * ns ns ns ns 1 - 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 Perl
Ket: * = signifikan, selain itu adalah non signifikan, 1 = (sambungan) perekat, 2 = baut, 3 = bambu, 4 = (pasak) bulat mangium (pengencang) bambu, 5 = bulat mangium plat klam, 6 = bulat
mangium baut, 7 = bulat mangium padat baut, 8 = bulat ulin baut, 9 = bulat baja baut, 10 = segiempat mangium baut, 11 = segiempat padat baut, 12 = segiempat ulin baut, 13 = segiempat baja baut).
Dari Tabel 40 diatas, ditinjau dari nilai kemampuan (P) maksimumnya tampak bahwa perlakuan 7 (sambungan dengan pasak penahan geser mangium bulat dipadatkan) dan perlakuan 10 (sambungan dengan pasak penahan geser segiempat mangium tanpa perlakuan) merupakan perlakuan yang paling banyak memiliki nilai yang sama (non signifikan) terhadap 6 perlakuan sejenisnya. Selebihnya adalah perlakuan 11 (5 perlakuan lain bernilai sama), perlakuan 1, 6 dan 9 (4 perlakuan lain bernilai sama), perlakuan 2, 3, 4 dan 12 (3 perlakuan lain bernilai sama), perlakuan 5 (2 perlakuan lain bernilai sama) dan perlakuan 8 yang hanya sama nilainya dengan perlakuan 2. Perlakuan 13 (sambungan dengan pasak penahan geser baja segi empat) memiliki nilai yang tertinggi dan jauh melampaui (non signifikan) terhadap 12 perlakuan lainnya. Hasil dari signifikansi tersebut adalah jika pemilihan jenis sambungan sesuai perlakuan 13
memberikan nilai kemampuan tertinggi dan tidak disamai oleh 12 jenis lainnya, selain itu ada 6 kelompok level lain yang nilainya sama.
Tabel 41 berikut menggambarkan kelompok level perlakuan yang bernilai sama tersebut dalam format yang berbeda.
Tabel 41. Kelompok Perlakuan yang Bernilai Sama pada P Maksimum dan Batas Proporsi.
P Maks P Batas Proporsi
Kelompok Perlakuan Pembanding* Perlakuan yang Bernilai Sama Terhadap Pembanding Kelompok Perlakuan Pembanding* Perlakuan yang Bernilai Sama Terhadap Pembanding A 13 - I 13 9 B 8 2 J 1 2,3,4,5 C 5 3, 4 3 1,2,4,5 D 2 3,4,8 4 1,2,3,5 3 2,4,5 5 1,2,3,4 4 2,3,5 9 6,7,10,13 12 6,7,10 K 2 1,3,4,5,8 E 1 7,9,10,11 7 6,9,10,11,12 6 7,10,11,12 8 2,6,10,11,12 9 1,7,10,11 11 6,7,8,10,12 F 11 1,6,7,9,10 12 6,7,8,10,11 G 7 1,6,9,10,11,12 L 6 7,8,9,10,11,12 10 1,6,7,9,11,12 10 6,7,8,9,11,12
*Ket: 1 = (sambungan) perekat, 2 = baut, 3 = bambu, 4 = (pasak) bulat mangium (pengencang) bambu, 5 = bulat mangium plat klam, 6 = bulat mangium baut, 7 = bulat mangium padat baut, 8 = bulat ulin baut, 9 = bulat baja baut, 10 = segiempat mangium baut, 11 = segiempat padat baut, 12 = segiempat ulin baut, 13 = segiempat baja baut.
Tabel 41 menjelaskan perilaku sambungan pada batas proporsi, dimana perlakuan 10 dan 6 merupakan perlakuan yang paling banyak memiliki nilai yang sama (non signifikan) terhadap 6 perlakuan sejenisnya. Selebihnya adalah perlakuan 2,7,8,11 dan 12 (5 perlakuan lain bernilai sama), perlakuan 1, 3,4,5 dan 9 (4 perlakuan lain bernilai sama) dan perlakuan 13 (pasak penahan geser baja segi empat) yang hanya sama nilainya dengan perlakuan 9 (pasak penahan geser baja bulat), dan keduanya merupakan rataan tertinggi dibanding 11 perlakuan lainnya.
Perbedaan antar perlakuan juga dicoba diketahui melalui ANOVA (Analysis of
Variance) melalui Program Minitab versi 14 untuk data sesaran maksimum sambungan
dan sesaran pada batas proporsi, seperti terurai pada Tabel 42a dan 42b berikut. Tabel 42a. ANOVA Sesaran Maksimum pada Sambungan (mm) Vs jenis Sambungan
Source DF SS MS F P Jenis sambungan 12 295,39 24,62 15,98 0,000
Error 39 60,07 1,54
Total 51 355,46
Tabel 42b. ANOVA Sesaran pada Batas Proporsi (PL) (mm) Vs Jenis Sambungan Source DF SS MS F P Jenis sambungan 12 19,03 1,50 8,68 0,000 Error 39 6,75 0,17 Total 51 24,78 S = 0,4160 R-Sq = 72,76% R-Sq(adj) = 64,38%
Karena kedua ANOVA menunjukkan nilai F yang lebih besar dari P yang berarti perlakuan dalam bentuk jenis sambungan yang berbeda-beda memberikan nilai sesaran maksimum dan sesaran pada batas proporsi yang berbeda signifikan. Lampiran 23 - 24 menunjukkan hasil ANOVA (Analysis of Variance) sesaran maksimum dan sesaran pada batas proporsi sekaligus uji lanjutnya menurut Fisher’s Test dengan memanfaatkan program Minitab versi 14.
Tabel 43. Signifikansi Antar Perlakuan pada Sesaran (S) Maksimum Sambungan (Bag Atas) dan pada S Batas Proporsi (Bag. Bawah)
Perlakuan 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 - 1 * * * * * * * * * * ns * - 2 - * ns ns ns ns ns ns ns * ns ns 13 3 * - * * * * * * * * * * 12 4 ns * - ns ns ns ns ns ns ns ns ns 11 5 ns * ns - ns * ns ns * * ns * 10 6 ns ns ns ns - ns ns ns ns ns ns ns 9 7 * ns * * ns - * ns ns ns * ns 8 8 ns * ns ns ns * - * * * ns * 7 9 ns ns ns ns ns ns ns - ns ns * ns 6 10 * ns * * ns ns * ns - ns * ns 5 11 ns ns ns ns ns ns ns ns ns - * ns 4 12 * * * * * * * * * * - * 3 13 ns * ns ns ns * ns ns * ns * - 2 - * * * * * * * * * * * * 1 - 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 Perl
Ket: 1 = (sambungan) perekat, 2 = baut, 3 = bambu, 4 = (pasak) bulat mangium (pengencang) bambu, 5 = bulat mangium plat klam, 6 = bulat mangium baut, 7 = bulat mangium padat baut, 8 = bulat ulin baut, 9 = bulat baja baut, 10 = segiempat mangium baut, 11 = segiempat padat baut, 12 = segiempat ulin baut, 13 = segiempat baja baut.
Hasil uji lanjut sesaran menggunakan program Minitab versi 14 dengan interpretasi perbandingan berpasangan menurut Fisher’s Test (yang sering disebut juga dengan Least
Significant Difference) dipaparkan sebagaimana Tabel 43 diatas.
Tabel 43 menunjukkan sesaran maksimum untuk perlakuan 3 (sambungan pasak bambu) signifikan perbedaannya terhadap 12 perlakuan lainnya, kemudian diikuti oleh perlakuan 1 (sambungan perekat) yang sama nilai sesaran maksimumnya dengan
perlakuan 12 (sambungan pasak penahan geser ulin segi empat). Selain itu masih terdapat 6 kelompok perlakuan yang memiliki nilai sesaran yang tidak signifikan, meliputi perlakuan 8 (5 perlakuan lain bernilai sama), perlakuan 5, 11 dan 12 (6 perlakuan lain bernilai sama), perlakuan 7, 10 dan 13 (7 perlakuan lain bernilai sama), perlakuan 9 (8 perlakuan lain bernilai sama), perlakuan 2 (9 perlakuan lain bernilai sama), serta perlakuan 4 dan 6 (10 perlakuan lain bernilai sama).
Kemudian pada sesaran di batas proporsi menunjukkan bahwa perlakuan 1(sambungan perekat) dan 3 (sambungan pasak bambu) sama-sama memiliki nilai sesaran batas proporsi yang signifikan terhadap semua perlakuan di sesama levelnya. Selain itu perlakuan terbagi dalam 3 kelompok yang berjumlah perlakuan yang bernilai sama, yakni perlakuan 5, 8 dan 12 (5 perlakuan lain bernilai sama), perlakuan 2, 7, 10, 11 dan 13 (7 perlakuan lain bernilai sama) serta perlakuan 4, 6 dan 9 (10 perlakuan lain bernilai sama). Tabel 44 berikut mempermudah pengelompokan perlakuan yang bernilai sama tersebut.
Tabel 44. Kelompok Perlakuan yang Bernilai Sama pada Sesaran Maksimum dan Batas Proporsi.
Sesaran Maksimum Sesaran Batas Proporsi
Kelom-pok
Perlakuan Pemban-ding*
Perlakuan yang Bernilai
Sama Terhadap Pembanding Kelom- pok Perlakuan Pembanding*
Perlakuan yang Bernilai
Sama Terhadap Pembanding A 3 - I 1 - B 1 12 3 - C 8 2, 4,5,6,12 J 5 4,6,8,9,12 D 5 2,4,6,8,9,12 8 4,5,6,9,12 11 4,6,7,9,10,13 12 4,5,6,8,9 12 1,2,4,5,6,8 K 2 4,6,7,9,10,11,13 E 7 2,4,6,9,10,11,13 7 2,4,6,9,10,11,13 10 2,4,6,7,9,11,13 10 2,4,6,7,9,11,13 13 2,4,6,7,9,10,11 11 2,4,6,7,9,10,13 F 9 2,4,5,6,7,10,11,13 13 2,4,6,7,9,10,11 G 2 4,5,6,7,8,9,10,12,13 L 4 2,5,6,7,8,9,10,11,12,13 H 4 2,5,6,7,8,9,10,11,12,13 6 2,4,5,7,8,9,10,11,12,13 6 2,4,5,7,8,9,10,11,12,13 9 2,4,5,6,7,8,10,11,12,13
*Ket: 1 = (sambungan) perekat, 2 = baut, 3 = bambu, 4 = (pasak) bulat mangium (pengencang) bambu, 5 = bulat mangium plat klam, 6 = bulat mangium baut, 7 = bulat mangium padat baut, 8 = bulat ulin baut, 9 = bulat baja baut, 10 = segiempat mangium baut, 11 = segiempat padat baut, 12 = segiempat ulin baut, 13 = segiempat baja baut.
4. Kemampuan Sistem Sambungan pada Variasi Bentuk, Jumlah dan Bahan Pasak penahan Geser
a. Kemampuan Sistem Sambungan dan Sesaran pada Beban Maksimum
Ulangan sebanyak empat (n = 4) dilakukan terhadap setiap perlakuan sambungan kayu, dan menghasilkan nilai rataan kemampuan sistem sambungan dalam menahan beban dan sesaran pada titik maksimum tersebut sebagaimana diuraikan dalam Tabel 45.
Tabel 45. Rataan Kemampuan Menahan Beban Maksimum dan Sesaran Sambungan No. Keterangan
Nilai
Bahan Pasak
A. Pasak Bulat Sejenis Dipadatkan Ulin Baja 1 Sepasang Beban Maks (x103 kgf) 5,29 5,93 4,27 6,79
Sesaran (mm) 3,95 5,15 3,03 5,00
2 Dua Pasang Beban Maks (x103 kgf) 7,29 8,10 7,32 9,84
Sesaran (mm) 4,20 4,70 4,10 5,25
3 Tiga Pasang Beban Maks (x103 kgf) 10,61 9,99 9,15 13,43
Sesaran (mm) 5,05 4,05 3,35 4,00
B. Pasak Segi Empat
1 Sepasang Beban Maks (x103 kgf) 5,66 6,36 4,88 8,35
Sesaran (mm) 5,05 5,60 2,68 5,55
2 Dua Pasang Beban Maks (x103 kgf) 8,28 8,29 7,89 10,13
Sesaran (mm) 5,35 5,15 3,55 4,35
3 Tiga Pasang Beban Maks (x103 kgf) 13,19 12,74 11,53 15,69
Sesaran (mm) 5,85 5,15 4,55 5,65
Keterangan: Data masing-masing perlakuan (n = 4) dicantumkan dalam Lampiran 25.
Dari Tabel 45 diatas tampak bahwa dari semua perlakuan yang dilakukan, sambungan dengan sepasang pasak ulin berbentuk bulat memiliki kemampuan menahan beban maksimum terendah yakni hanya sebesar 4.265 kgf, sedangkan nilai tertinggi dihasilkan oleh sambungan pasak baja berbentuk segi empat dengan susunan tiga pasang yang mampu menahan beban sampai 15.686 kgf, dengan grafis sebagai Gambar 21 berikut:
(a) (b)
Gambar 21. Rataan Kemampuan Menahan Beban (P, kgf) Maksimum (Gambar 21a) dan Sesaran (mm) pada Beban Maksimum (Gambar 21b) bagi Tiap Perlakuan Sambungan Tampang Dua Berpasak Penahan Geser dengan Variasi Bentuk, Jenis dan Jumlah Pasak yang Berbeda
Gambar 21 menunjukkan bahwa penambahan jumlah pasak penahan geser akan meningkatkan kemampuan sistem sambungan yang dibuat, dan pasak baja memberikan nilai kemampuan menahan beban yang tertinggi pada setiap kelompok jenis pasak. Namun demikian, pada nilai sesaran pada titik kemampuan maksimum,
penambahan jumlah pasak tidak memberikan efek yang sama seperti halnya pada kemampuannya.
Kemampuan menahan beban untuk sistem sambungan yang dibuat, dapat dikatagorikan berdasar faktor pengaruh perlakuan yang dilakukan, yakni faktor bentuk pasak (2 level), faktor jumlah pasak (3 level) dan faktor bahan pasak (4 level). Gambaran kemampuan sistem sambungan berdasar faktor tersebut dapat dijelaskan sebagaimana Tabel 46 dan Gambar 22 berikut.
Tabel 46. Rataan Kemampuan Beban Maksimum Sambungan Menurut Faktor dan Level Jenis Pasak Nilai Rataan (kgf) Jumlah Pasak Nilai Rataan (kgf) Bahan Pasak Nilai Rataan (kgf)
Bulat 8.207 1 Pasang 5.937 Sejenis 8.474
Segi Empat 9.433 2 Pasang 8.448 Padat 8.569
3 Pasang 12.075 Ulin 7.540 Baja 10.697 (a) (b) (c)
Gambar 22. Beban (P) Maksimum (kgf) yang Mampu Ditahan Oleh Sambungan Berdasar (a). Bentuk, (b). Jumlah Pasang dan (c). Bahan Pasak. Gambar 22(a) menunjukkan sambungan dengan pasak segi empat memiliki kemampuan menahan beban lebih tinggi dibanding pasak bulat, dengan selisih sebesar 1.226 kgf atau sebesar 14,86%. Untuk jumlah pasang pasak yang digunakan, bertambahnya pasangan pasak yang digunakan akan menambah kemampuan menahan beban maksimum sambungan. Gambar 22(b) menunjukkan kenaikan masing-masing sebesar 2.511 kgf (42,25%) dan 5.138 kgf (103,2%) untuk penambahan satu dan dua pasang pada sambungan. Kemampuan sambungan menahan beban maksimum juga bergantung pada bahan pasak yang digunakan. Gambar 22(c) menunjukkan perbedaan itu yakni berturut-turut dari yang terendah adalah pasak ulin, pasak kayu mangium yang sejenis dengan komponen sambungan, pasak kayu mangium yang dipadatkan dan tertinggi dicapai oleh pasak baja. Apabila kemampuan sambungan dengan pasak geser baja adalah 100%, maka berturut-turut prosentase kemampuan sambungan pasak geser
ulin, mangium sejenis dan mangium dipadatkan terhadap kemampuan sambungan dengan pasak geser besi adalah sebesar 70,5%; 79,23% dan 80,16%.
Bertambahnya jumlah pasak akan berpengaruh positif pada kemampuan menahan beban maksimum sambungan. Pengaruh tersebut dapat dipaparkan dalam persamaan regresi eksponensial, yang ditinjau baik dari jenis bahan pasak, bentuk pasak maupun sebagai suatu sambungan. Gambar 23 dan Tabel 47 berikut menunjukkan hubungan tersebut, dengan nilai koefisien determinasi yang cukup baik.
Gambar 23. Grafik hubungan Jumlah Pasak (pasang) Terhadap Kemampuan Maksimum (P Maks) Sambung an (kgf) pada Beberapa Faktor Pasak.
Tabel 47. Persamaan Hubungan Eksponensial Jumlah Pasak Terhadap Kemampuan MaksimumSambungan Pada Beberapa Faktor Pasak No Jumlah Pasak pada Persamaan Koef. Determinasi (R2)
1. Pasak sejenis y = 3667e0,391x R² = 0,947
2. Pasak sejenis densifikasi y = 4280e0,303x R² = 0,743
3. Pasak ulin y = 3164e0,405x R² = 0,921
4. Pasak baja y = 5322e0,329x R² = 0,924
5. Pasak bulat y = 4000e0,335x R² = 0,776
6. Pasak segi empat y = 4171e0,379x R² = 0,827
7. Sambungan berpasak y = 4085e0,357x R² = 0,770
Ket.: y = nilai maksimum kemampuan menahan beban (kgf), x = jumlah pasak (pasang).
Diantara jenis bahan pasak, nilai koefisien determinasi pasak densifikasi dibawah nilai pasak sejenis, ulin atau baja, sementara itu pasak bulat hanya berselisih 0,05 dibawah nilai pasak segi empat. Proses densifikasi bahan pasak yang harus dibuat per lempeng diduga memberikan andil dalam ketidak seragaman hasil pemadatan. Semakin tinggi nilai koefisien determinasi, membuktikan hubungan yang semakin baik, dan meski demikian semua perlakuan telah membuktikan hubungan yang baik karena koefisien determinasi yang tinggi.
Gambaran serupa, yakni kenaikan kemampuan sistem sambungan yang naik seiring kenaikan jumlah pasak penahan geser, juga bisa dilihat pada Gambar 24 dan Tabel 48 berikut. Persamaan hubungan dalam regresi linear ditunjukkan bagi pertambahan jumlah pasak di setiap jenis perlakuan bentuk dan bahan pasak penahan geser, yang menunjukkan hubungan yang baik terbukti dengan nilai koefisien determinasi yang tinggi.
Gambar 24. Grafik hubungan Jumlah Pasak (pcs) Terhadap Kekuatan Maksimum (P Maks) Sambungan (kgf) pada Bentuk dan Bahan Pasak yang Berbeda
Gambar 24 diatas adalah tinjauan kenaikan kemampuan pada setiap jenis perlakuan bentuk dan bahan pasak penahan geser pada sistem sambungan untuk setiap kenaikan pasak yang ditambahkan. Nilai tertinggi dicapai oleh pasak segiempat baja yang diikuti bulat baja dan terendah adalah pasak bulat ulin, sementara pasak lainnya saling menyilang diantara ketiga grafik tersebut.
Tabel 48. Persamaan Hubungan Regresi Linear Jumlah Pasak Terhadap Kekuatan Maksimum Sambungan Pada Beberapa Faktor Pasak
Faktor Persamaan regresi linear R2
Pasak Bulat
1. Sejenis y=2236+1396x 0,973
2. Sejenis Densifikasi y=3948+1014x 0,998
3. Ulin y=2097+1220x 0,963
4. Baja y=3382+1659x 0,997
Pasak Segiempat
1. Sejenis y=1590+1883x 0,980
2. Sejenis Densifikasi y=2753+1594x 0,950
3. Ulin y=1454+1661x 0,997
4. Baja y=3993+1845x 0,921
Hubungan penambahan jumlah pasak pada sistem sambungan yang diberi perlakuan bentuk dan bahan pasak memberikan nilai koefisien determinasi yang sangat baik, semuanya diatas nilai 0,9.
Untuk mengetahui adanya pengaruh faktor bentuk pasak, jumlah pasak dan jenis bahan pasak pada nilai kemampuan menahan beban maksimum sambungan, data diolah berdasarkan sidik ragam (Uji F) dalam bentuk percobaan faktorial dalam rancangan RCBD (Randomized Completely Block Design) sesuai Gomez dan Gomez (1995) seperti tertera pada Tabel 49 berikut.
Tabel 49. ANOVA Nilai P Maksimum Sambungan
SV DB JK KR F-hit F0.05 F0.01 Ulangan r-1=3 1.675.013 558.337 1,02 2,76 4,13 (Perl) (abc-1=23) 807.572.400 35.111.843 6,25** 1,7 2,12 A a-1=1 36.033.236 36.033.236 65,94** 4 7,08 B b-1=2 609.393.077 304.696.538 557,59** 3,15 4,98 C c-1=3 128.258.013 42.752.671 78,24** 2,76 4,13 AB (a-1)(b-1)=2 17.460.264 8.730.132 15,98** 3,15 4,98 AC (a-1)(c-1)=3 266.117 88.705 0,16 2,76 4,13 BC (b-1)(c-1)=6 13.086.167 2.181.027 3,99** 2,23 3,08 ABC (a-1)(b-1)(c-1)=6 3.075.524 512.587 0,99 2,23 3,08 Galat (abc-1)(r-1)=69 37.705.182 546.451 Total abcr-1=95 846.952.596 Ket.: SV = Sumber variasi, DB = Derajat bebas, JK = Jumlah kuadrat, KR = Kuadrat rataan, ** = sangat
signifikan
Tabel analisis sidik ragam (ANOVA, Analysis Of Variance) di atas membuktikan bahwa kemampuan sambungan dalam menahan beban maksimum dipengaruhi oleh faktor A (bentuk pasak), faktor B(jumlah pasak), faktor C(jenis bahan pasak), faktor AB (interaksi bentuk dan jumlah pasak) dan faktor BC (interaksi jumlah dengan jenis bahan pasak).
Dari Tabel 49 juga dapat disimpulkan bahwa ulangan yang dilakukan terhadap tiap perlakuan (n = 4) memberikan nilai yang tidak signifikan, berarti setiap contoh uji bernilai sama terhadap sesama perlakuan.
1). Pengaruh Faktor Tunggal pada P Maksimum
Uji lanjutan terhadap faktor tunggal yang sangat signifikan berpengaruh terhadap kemampuan maksimum sambungan dilakukan menggunakan uji HSD (Honestly
Significant Difference, Uji Beda Tulus) sebagai alat pembanding terhadap nilai rataan
Pada faktor A (bentuk pasak) pasak segiempat lebih kuat dibanding pasak bulat pada pencapaian kemampuan maksimum dengan selisih kemampuan sebesar 1.226 kgf. Bentuk segiempat lebih mampu menahan beban karena memiliki sisi datar yang mampu menahan tekanan komponen sambungan yang berada diatasnya, sementara pasak bulat lebih lemah karena permukaannya yang cenderung miring.
Tabel 50. Signifikansi Pengaruh Faktor A (Bentuk Pasak), Faktor B (Jumlah Pasak) dan Faktor C (Bahan Pasak) pada P Maksimum
Jenis Pasak Nilai Rataan (kgf) Jumlah Pasak Nilai Rataan (kgf) Bahan Pasak Nilai Rataan (kgf) Bulat 8.207a 1 Pasang 5.937c Sejenis 8.474g Segiempat 9.433b 2 Pasang 8.448d Padat 8.569g 3 Pasang 12.075f Ulin 7.540
h
Baja 10.697i
Ket.: Nilai rataan yang ber notasi (subscript) sama menunjukkan hal yang tidak signifikan, selain itu adalah hal yang signifikan. HSD (69; 2) pada 0,05 = 43,46 dan pada 0,01 = 57,66. HSD (69; 3) pada 0,05 = 78,30 dan pada 0,01 = 93,33. HSD (69; 4) pada 0,05 = 114,79 dan pada 0,01 = 140,88 (lihat Lampiran 26)
Tabel 50 menunjukkan bahwa setiap penambahan jumlah pasak menghasilkan kenaikan kemampuan menahan beban secara signifikan. Tren kenaikan itu telah dibuat persamaannya seperti pada Tabel 47. Uji lanjutan terhadap faktor C (jenis bahan pasak) memberikan gambaran bahwa pemadatan yang dilakukan tidak efektif dalam meningkatkan kemampuan menahan beban maksimum sambungan. Pemadatan tersebut hanya menaikkan rataan kemampuan sebesar 95 kgf, dan nilai tersebut tidak signifikan. Demikian pula untuk pasak kayu ulin, ternyata secara signifikan jauh berada dibawah kemampuan kayu mangium, bahkan yang tidak dipadatkan sekalipun. Sedangkan untuk pasak baja, kemampuan menahan beban secara signifikan jauh berada di atas pasak mangium maupun ulin.
2). Pengaruh Interaksi Antar Faktor pada P Maksimum
Tabel 51 berikut menunjukkan pengaruh interaksi faktor A (bentuk pasak) dan faktor B (jumlah pasak), yang membuktikan bahwa semua interaksi perlakuan yang terjadi saling sangat signifikan satu dengan yang lain.
Dalam Lampiran 27 diuraikan pengaruh interaksi faktor B (jumlah pasak) dengan faktor C (bahan pasak). Dari 66 kombinasi perbandingan interaksi antar faktor yang terjadi, sebagian besar pengaruh interaksi antar faktor menunjukkan hal yang sangat signifikan, kecuali hanya pada 4(empat) perbandingan interaksi yang menunjukkan hal yang tidak signifikan dan 1(satu) interaksi faktor yang signifikan. Interaksi yang tidak
signifikan terjadi antara pasangan b1c4-b2c1, b1c4-b2c3, b2c1–b2c2 dan b2c1–b2c3, sementara pasangan yang signifikan terjadi pada b2c4 – b3c3.
Tabel 51. Pengaruh Interaksi Faktor A dan Faktor B
Interaksi a1b2 a1b3 a2b1 a2b2 a2b3
a1b1 2.617,84** 5.290,94** 731,52** 3.136,95** 7.716,24** a1b2 - 2.673,10** 1.886,32** 519,11** 5.098,40 a1b3 ** - - 4.559,42** 2.153,99** 2.425,30 a2b1 ** - - - 2.405,43** 6.984,72 a2b2 ** - - - - 4.579,29
Ket.: Nilai yang bernotasi (superscript) = ** masing-masing menunjukkan hal yang sangat
**
sigifikan untuk beda pasangan (nilai rataan) perlakuan.
HSD (69;6) pada 0,05 = 191,48 dan pada 0,01 = 229,10 (lihat Lampiran 26). a1=pasak bulat, a2=pasak segi empat., b1= pasak mangium sejenis, b2= pasak mangium dipadatkan, b3= pasak ulin dan b4 = pasak baja.
b. Kemampuan Sistem Sambungan dan Sesaran pada Batas Proporsi
Penghitungan kemampuan sistem sambungan dan besarnya sesaran yang terukur pada titik batas proporsi dibeberkan dalam Tabel 52 berikut.
Tabel 52. Rataan Kemampuan Beban pada Batas Proporsi dan Sesaran Sambungan No. Keterangan Nilai Bahan Pasak A. Pasak Bulat Sejenis Dipadatkan Ulin Baja Sepasang Beban PL (*103 kgf) 2,85 3,17 2,25 3,53 Sesaran (mm) 1,50 2,00 1,10 1,60
2 Dua Pasang Beban PL (*103 kgf) 4,18 3,79 3,16 4,76
Sesaran (mm) 1,55 1,45 1,40 1,60
3 Tiga Pasang Beban PL (*103 kgf) 5,64 5,31 5,15 7,29
Sesaran (mm) 1,85 1,75 1,30 1,25
B. Pasak Segi Empat
1 Sepasang Beban PL (*103 kgf) 2,81 2,40 2,59 4,14
Sesaran (mm) 1,85 1,85 1,15 1,85
2 Dua Pasang Beban PL (*103 kgf) 4,16 3,88 3,67 2,35
Sesaran (mm) 1,95 1,95 1,35 1,40
3 Tiga Pasang Beban PL (*103 kgf) 5,46 6,61 6,49 7,09
Sesaran (mm) 2,10 2,20 1,95 1,90
Ket.: Data masing-masing perlakuan (n = 4) dicantumkan dalam Lampiran 25
Perbedaan nilai kemampuan antar perlakuan pada sistem sambungan di titik batas proporsi tersebut secara lebih jelas ditunjukkan pada Gambar 25 berikut, dimana perlakuan yang menghasilkan kemampuan terbesar pada batas proporsi adalah sambungan dengan 3 pasang pasak penahan geser dari baja bulat sebesar 7.290 kgf, sedang terendah adalah sepasang pasak bulat ulin (2.246 kgf).
(a) (b)
Gambar 25. Rataan Kemampuan Menahan Beban (kgf) pada Batas Proporsi (Gambar 25a) dan Sesaran (mm) pada Batas Proporsi (Gambar 25b) bagi Tiap Perlakuan Sambungan Tampang Dua Berpasak Penahan Geser dengan Bentuk, Jenis dan Jumlah Pasak yang Berbeda
Namun berbeda dengan hasil kemampuannya, sesaran yang terjadi pada batas proporsi lebih seragam, dan pasak kayu mangium yang dipadatkan menghasilkan sesaran yang relatif tinggi diantara sesama pasak yang lain. Tiga pasang pasak mangium yang dipadatkan menghasilkan sesaran tertinggi (2,20 mm) sedangkan terendah adalah sepasang pasak ulin (1,10 mm).
Bila mengikuti Wiryomartono (1977) dan Yap (1984) yang membatasi penggunaan konstruksi sambungan kayu yang mensyaratkan sesaran maksimum 1,5 mm, maka Gambar 25(b) membuktikan ketidakmampuan pencapaian syarat itu. Sesaran yang terjadi sangat variatif bahkan bila pasak dibuat dari baja sekalipun, namun semuanya mampu melalui batas sesaran 1 mm. Sucahyo (2010) telah menyarankan hal yang sama, bahwa untuk penggunaan suatu sambungan paku sesaran maksimum adalah 1 mm.
Kemampuan sistem sambungan pada batas proporsi ini bisa diuraikan sesuai faktor yang mungkin mempengaruhi kinerja sistem. Faktor tersebut adalah jenis pasak, jumlah pasak dan bahan pasak itu sendiri. Uraian kemampuan menahan beban pada batas proporsi sesuai dengan faktornya dapat diuraikan pada Tabel 53 dan perbedaan hasilnya dijelaskan pada Gambar 26 berikut.
Tabel 53. Nilai Rataan P Pada Batas Proporsi Berdasar Faktor dan Level Jenis Pasak Nilai Rataan (kgf) Jumlah Pasak Nilai Rataan (kgf) Bahan Pasak Nilai Rataan (kgf)
Bulat 4.257 1 Pasang 2.969 Sejenis 4.182
Segi Empat 4.305 2 Pasang 3.744 Padat 4.196 3 Pasang 6.130 Ulin 3.885
Baja 4.861
(a). (b). (c).
Gambar 26. Nilai Rataan P (kgf) pada Batas Proporsi Berdasar Faktor yang Digunakan: a. Bentuk Pasak, b. Jumlah Pasak dan c.Bahan Pasak.
Gambar 26 menunjukkan hasil yang menonjol pada perbedaan jumlah pasak yang digunakan, dimana semakin banyak pasak yang digunakan maka kemampuan menahan beban sampai batas proporsi semakin besar. Bentuk pasak bulat atau segiempat menghasilkan nilai yang berimbang, sementara pasak ulin memiliki rataan kemampuan terendah dibanding tiga jenis bahan pasak lainnya.
Tabel 54. ANOVA Kemampuan Sistem Sambungan dalam Mencapai Batas Proporsi
SV DB JK KR Fhitung F0.05 F0.01 Ulangan r-1=3 4.533.505 1.511.168 3,53* 2,76 4,13 (Perlakuan) (abc-1=23) 219.401.425 9.539.192 22,30** 1,7 2,12 A a-1=1 54.641 54.641 0,13 4 7,08 B b-1=2 173.714.246 86.857.123 203,05** 3,15 4,98 C c-1=3 12.266.490 4.088.830 9,56** 2,76 4,13 AB (a-1)(b-1)=2 4.194.578 2.097.289 4,90* 3,15 4,98 AC (a-1)(c-1)=3 6.118.368 2.039.456 4,77** 2,76 4,13 BC (b-1)(c-1)=6 12.020.914 2.003.486 4,68** 2,23 3,08 ABC (a-1)(b-1)(c-1)=6 11.032.189 1.838.698 4,30** 2,23 3,08 Galat (abc-1)(r-1)=69 29.516.004 427.768 Total abcr-1=95 253.450.934
Ket.: SV = Sumber variasi, DB = Derajat bebas, JK = Jumlah kuadrat, KR = Kuadrat rataan, * = signifikan, ** = sangat signifikan
Untuk membuktikan dugaan tersebut, Tabel 54 diatas memaparkan perhitungan ANOVA yang diolah berdasarkan sidik ragam (Uji F) dalam bentuk percobaan faktorial dalam rancangan R(C)BD (Randomized Completely Block Design) sesuai Gomez dan Gomez (1995) bagi kemampuan sistem menahan beban sampai batas proporsi. ANOVA diatas membuktikan bahwa jenis pasak bulat tidak berbeda secara signifikan terhadap jenis pasak lainnya (pasak segiempat), sementara penggunaan jumlah pasak serta pemakaian bahan pasak yang berbeda menghasilkan nilai batas proporsi yang sangat signifikan.
Tabel 54 juga memberikan kesimpulan bahwa terdapat pengaruh interaksi antar faktor yang sangat signifikan terutama pada faktor bahan pasak (faktor C) yang dikombinasikan pada bentuk pasak (AC) maupun jumlah pasak (BC). Bahkan, interaksi ketiga faktor (ABC) juga menghasilkan nilai kemampuan menahan beban yang sangat signifikan.
1). Pengaruh Faktor Tunggal pada Batas Proporsi
Uji lanjutan terhadap faktor tunggal (pengaruh jumlah dan bahan pasak) terhadap kemampuan maksimum sambungan menggunakan uji HSD (Honestly Significant
Difference, Uji Beda Tulus) sebagai alat pembanding terhadap nilai rataan setiap
perlakuan yang akan diuji-lanjutkan.
Berbeda dalam pengaruh bentuk pasak pada beban maksimum, pencapaian kemampuan sistem sambungan pada titik batas proporsi tidak dipengaruhi oleh bentuk pasak (faktor A), atau dengan kata lain bentuk bulat tidak berbeda secara signifikan dibanding bentuk segiempat. Namun faktor tunggal yang lain yaitu jumlah (B) dan bahan pasak (C) masing-masing berpengaruh secara signifikan, seperti terbukti pada Tabel 55 berikut.
Tabel 55. Tabel Signifikansi Pengaruh Faktor B (Jumlah Pasak) dan Faktor C (Bahan Pasak) pada Batas Proporsi
Jumlah Pasak Nilai rataan (kgf) Bahan Pasak Nilai rataan (kgf)
1 Pasang 2.969 a Kayu mangium sejenis 4.182 d
2 Pasang 3.744b Kayu mangium dipadatkan 4.196
3 Pasang
d
6.130c Kayu ulin 3.885 e
Baja 4.861 f
Ket.: Nilai rataan yang ber notasi (subscript) sama menunjukkan hal yang tidak signifikan, selain itu adalah hal yang signifikan. HSD (69; 3) pada 0,05 = 69,28 dan pada 0,01 = 82,75. HSD (69; 4) pada 0,05 = 101,57 dan pada 0,01 = 124,65 (lihat Lampiran 28)
2). Pengaruh Interaksi Antar Faktor pada Batas Proporsi
Interaksi faktor A dan B yang terjadi pada besarnya kemampuan sambungan pada batas proporsi dijelaskan pada Tabel 56 berikut.
Tabel 56. Pengaruh Interaksi Faktor A dan Faktor B pada Batas Proporsi
a1b2 a1b3 a2b1 a2b2 a2b3
a1b1 1.023,52 ** 2.897,54 ** 37,67 564,31 ** 3.462,21 ** a1b2 - 1.874,01 ** 985,85 ** 459,21 ** 2.438,69 a1b3 ** - - 2.859,86 ** 2.333,22 ** 564,68 a2b1 ** - - - 526,64 ** 3.424,54 a2b2 ** - - - - 2.897,90
Ket.: Yang bernotasi (superscript) = * dan ** masing-masing menunjukkan hal yang
signifikan dan sangat sigifikan untuk beda pasangan (nilai rataan) perlakuan. Selain itu adalah hal yang non signifikan. HSD (69;6) pada 0,05 = 169,41 dan pada 0,01 = 202,70 (lihat Lampiran 28)
**
Interaksi faktor bentuk pasak dan jumlah pasak hampir mempengaruhi semua nilai kemampuan sistem sambungan pada batas proporsi, kecuali hanya pada interaksi a1b1 dan a2b1 yang tidak menunjukkan hal yang signifikan.
Interaksi faktor A dan C yang terjadi pada besarnya kemampuan sambungan pada batas proporsi dijelaskan pada Tabel 57 berikut.
Tabel 57. Pengaruh Interaksi Faktor A dan Faktor C pada Batas Proporsi
a1c2 a1c3 a1c4 a2c1 a2c2 a2c3 a2c4 a1c1 128,05 703,81 ** 972,64 ** 79,39 75,27 29,28 306,48 ** a1c2 - 575,76 ** 1.100,69 ** 48,66 203,32 157,33 434,53 a1c3 ** - - 1.676,45 ** 624,42 ** 779,08 ** 733,09 ** 1.010,29 a1c4 ** - - - 1.052,03 ** 897,37 ** 943,35 ** 666,16 a2c1 ** - - - - 154,66 108,67 385,87 a2c2 ** - - - - - 45,99 231,21 a2c3 - - - - 277,19 Ket.: Yang bernotasi (superscript) = * dan ** masing-masing menunjukkan hal yang signifikan dan sangat sigifikan
untuk beda pasangan (nilai rataan) perlakuan. Selain itu adalah hal yang non signifikan. HSD (69;8) pada 0,05 = 240,86 dan pada 0,01 = 284,29 (lihat Lampiran 28)
*
Sebagian besar pengaruh interaksi faktor A dan C menghasilkan pengaruh yang sangat signifikan pada kemampuan sambungan pada batas proporsi. Terdapat 12 (duabelas) perbandingan interaksi yang tidak menunjukkan hal yang tidak signifikan atau signifikan, selebihnya adalah hal yang sangat signifikan.
Selanjutnya dalam interaksi 3 faktor (A, B dan C) pada batas proporsi diuraikan dalam Lampiran 29. Dalam lampiran tersebut dapat ditemui 9 perbandingan perlakuan
yang signifikan, utamanya adalah a1b3c4 yang signifikan dengan 5 perlakuan lainnya, dan perlakuan a2b3c4 yang signifikan terhadap 4 perlakuan lainnya.
c. Kemampuan Sistem Sambungan pada Sesaran yang Sama
Kemampuan sistem sambungan yang diukur pada besaran nilai sesaran yang sama dicoba diketahui dengan cara memasukkan nilai sesaran dimaksud pada setiap persamaan regresi kurva tegangan – regangan sehingga didapatkan nilai tegangannya. Besaran sesaran yang digunakan adalah 1 mm dengan pertimbangan bahwa bila digunakan sesaran 1,5 mm, sebagai batas sesaran maksimum yang diijinkan sesuai Wiryomartono (1977) dan Yap (1984), maka terdapat nilai tegangan yang bias karena ada beberapa sambungan yang mencapai batas proporsi dibawah 1,5 mm. Dengan demikian diharapkan hasil nilai tegangan yang terjadi adalah nilai ketika sambungan masih dalam keadaan bekerja menahan beban. Hasil kemampuan sambungan pada sesaran 1 mm tersebut adalah seperti tercantum pada Tabel 58 berikut.
Tabel 58. Nilai Rataan Kemampua n Sambungan (x103 Bentuk Pasak
kgf) pada Sesaran 1 mm Jumlah Pasak Bahan Pasak (C)
(A) (B)
Mangium Sejenis
Mangium
Dipadatkan Ulin Baja (c1) (c2) (c3) (c4) Bulat (a1) 1 Pasang (b1) 2,09 1,74 2,12 2,46
2 Pasang (b2) 3,08 2,86 2,27 3,21
3 Pasang (b3) 3,23 3,15 4,08 6,21
Segiempat (a2) 1 Pasang (b1) 1,56 1,19 2,52 2,31
2 Pasang (b2) 2,27 1,88 2,73 1,64
3 Pasang (b3) 2,51 3,16 3,55 3,72
Ket.: Data masing-masing perlakuan (n = 4) dicantumkan dalam Lampiran 25
Nilai kemampuan sambungan sebagaimana Tabel 58 diatas menunjukkan kondisi kerja pasak geser pada sesaran 1 mm yang belum mencirikan kemampuan masing-masing bahan pasak namun penambahan pasak cenderung menaikkan kemampuan. Pendugaan ini sesuai dengan histogram pada Gambar 27 berikut.
Gambar 27. Histogram Kemampuan Sambungan pada Sesaran 1 mm
Gambar 27 menunjukkan bahwa kemampuan sistem sambungan pada sesaran 1 mm cenderung mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya jumlah pasak geser yang digunakan. Meski demikian tampak terdapat perolehan kemampuan sambungan dengan 3 pasang pasak bulat baja yang paling menonjol (mencapai 6.210 kgf) dibandingkan dengan sistem sambungan lainnya. Nilai tersebut diperoleh pada sesaran dibawah batas proporsi sistem sambungan yang bersangkutan (1,3 mm), dan hal ini menjelaskan bahwa sistem telah bekerja dengan baik. Sementara itu, dua pasang pasak baja segiempat pada sistem sambungan mengalami kemampun yang rendah, bahkan lebih rendah dibandingkan kemampuan sepasang pasak dengan bahan sama. Kesulitan pembuatan bentuk pasak segiempat menjadi salah satu penyebab rendahnya capaian nilai kemampuan tersebut, meskipun bahan komponen sambungan tidak mengandung cacat.
Tabel 59 dan Gambar 28 menggambarkan rataan capaian kemampuan sambungan pada sesaran 1 mm ditinjau dari jenis, jumlah dan bahan pasak geser yang digunakan.
Tabel 59. Nilai Rataan P(kgf) Sambungan pada Sesaran 1mm Berdasar Faktor yang Digunakan Jenis Pasak Nilai Rataan (kgf) Jumlah Pasak Nilai Rataan (kgf) Bahan Pasak Nilai Rataan (kgf)
Bulat 3.041 1 Pasang 1.997 Mangium 2.457
Segi empat 2.421 2 Pasang 2.494 M. Padat 2.329
3 Pasang 3.701 Ulin 2.879
(a) (b) (c)
Gambar 28. Nilai Rataan P (kgf) pada Sesaran 1 mm Berdasar Faktor yang Digunakan: a. Bentuk Pasak, b. Jumlah Pasak dan c.Bahan Pasak
Tabel 59 dan Gambar 28a menunjukkan bahwa pada posisi sesaran 1 mm kemampuan sistem sambungan yang menggunakan pasak bulat mampu mencapai kemampuan yang lebih tinggi daripada pasak segi empat, dan kondisi tersebut berbeda dengan kemampuan sistem sambungan pada sesaran batas proporsi dan sesaran maksimum yang pada keduanya pasak segiempat mampu mencapai kemampuan yang lebih tinggi. Hal tersebut dapat diartikan bahwa sampai pada sesaran 1 mm pasak bulat lebih elastis akibat sistem perpaduan pasak geser dan komponen sambungan yang lebih kompak dibanding pasangan komponen dengan pasak segiempat. Pasak geser berbahan ulin (Gambar 28c) juga menunjukkan hal yang berbeda dengan posisi pada batas proporsi dan sesaran maksimum, karena nilai kemampuan sambungannya lebih tinggi dibanding pasak mangium dan pasak mangium dipadatkan. Hal tersebut dapat diartikan bahwa sampai pada sesaran 1 mm pasak ulin masih mampu bekerja dan belum mencapai kondisi kegagalannya sebagai pasak, masih menunjukkan kemampuan ulin yang lebih keras dibanding mangium.
Analisis lebih lanjut dilakukan melalui ANOVA guna membuktikan adanya pengaruh faktor tunggal ataupun interaksi antar faktor yang mempengaruhi kemampuan sambungan. Tabel 60 menggambarkan tabulasi percobaan faktorial dalam rancangan RCBD (Randomized Completely Block Design) sesuai Gomez dan Gomez (1995) bagi kemampuan sistem menahan beban sambungan pada sesaran 1 mm.
Tabel 60. ANOVA Nilai P Sambungan pada Sesaran 1mm SV DB JK KR F-hitung F 0,05 F 0,01 Ulangan r-1=3 2666469 888822 1,30 2,76 4,13 (Perl.) (abc-1=23) 99003743 4304511 6,30 ** 1,7 2,12 A a-1=1 9230691 9230691 13,52 ** 4 7,08 B b-1=2 49117972 24558986 35,98 ** 3,15 4,98 C c-1=3 12862353 4287451 6,28 ** 2,76 4,13 AB (a-1)(b-1)=2 2235678 1117839 1,64 3,15 4,98 AC (a-1)(c-1)=3 7034839 2344946 3,44 * 2,76 4,13 BC (b-1)(c-1)=6 12872101 2145350 3,14 ** 2,22 3,07 ABC (a-1)(b-1)(c-1)=6 5650108 941684 1,38 2,22 3,07 Galat (abc-1)(r-1)=69 47095476 682543
Total abcr-1=95 1,49E+08
Ket.: SV = Sumber variasi, DB = Derajat bebas, JK = Jumlah kuadrat, KR = Kuadrat rataan,
• = signifikan, * *
= sangat signifikan,.
Tabel 60 diatas membuktikan bahwa bentuk pasak, jumlah pasak dan pemakaian bahan pasak yang berbeda menghasilkan nilai kemampuan sistem sambungan yang sangat signifikan, yang berarti masing-masing bentuk, jumlah dan bahan mampu menunjukkan kemampuan menahan beban yang berbeda sesuai karakter masing-masing. Tabel 60 juga memberikan kesimpulan bahwa pengaruh interaksi antar faktor yang sangat signifikan hanya terjadi pada interaksi faktor B (jumlah pasak) dan faktor C (bahan pasak), dan selain itu interaksi antar faktor tidak berbeda sangat signifikan.
Sementara itu, lebih jauh dijelaskan signifikansi level yang sangat signifikan dalam suatu faktor tunggal sebagaimana disebutkan dalam Tabel 61 berikut.
Tabel 61. Tabel Signifikansi Pengaruh Faktor A(Bentuk Pasak), B(Jumlah Pasak) dan Faktor C (Bahan Pasak) pada Sesaran 1mm.
Jenis Pasak Nilai Rataan (kgf) Jumlah Pasak Nilai Rataan (kgf) Bahan Pasak Nilai Rataan (kgf) Bulat 3.041a 1 Pasang 1.997c Mangium 2.457f Segi empat 2.421b 2 Pasang 2.494d M. Padat 2.329f 3 Pasang 3.701e Ulin 2.879g Baja 3.258h
Ket.: Nilai rataan yang ber notasi (subscript) sama menunjukkan hal yang tidak signifikan, selain itu adalah hal yang signifikan. HSD (69; 2) pada 0,05 = 48,57 dan pada 0,01 = 664,44. HSD (69; 3) pada 0,05 = 87,51 dan pada 0,01 = 104,3. HSD (69; 4) pada 0,05 = 128,29 dan pada 0,01 = 157,45 (lihat Lampiran 30)
Tabel 61 memastikan bahwa semua level dalam faktor tunggal yang mempengaruhi kemampuan kayu sangat signifikan, kecuali pada bahan pasak bulat dan segiempat. Kenaikan kepadatan pasak mangium sampai 10,77% ternyata tidak
mempengaruhi kemampuan sambungan baik pada sesaran 1 mm, pada batas proporsi maupun sampai pada kemampuan maksimumnya.
5. Kemampuan Sambungan pada Beberapa Standar yang Berlaku
Kemampuan tekan atau tarik maksimum sejajar serat kayu hasil pengujian bila direduksi dengan faktor keamanan disebut dengan tegangan ijin. Apabila tegangan ijin dikalikan dengan luas penampang batang kayu yang digunakan, maka diperoleh beban ijin. PKKI (1961) menyebutkan bahwa faktor keamanan sambungan tampang dua adalah 1/(2,3).
Tabel 62. Rekapitulasi Kemampuan Ijin Sambungan pada Beberapa Standar Sesaran yang Berlaku
Standar Amerika Australia Indonesia P-Batas Prop P-Maks Parameter 0,38mm 0,8mm 1,5mm PMax/2,3 1,66mm 4,6mm Nilai P (kgf) 1.035 2.203 3.948 3.822 4.281 8.790 SR to 24,17 PL(%) 51,46 92,21 89,27 100,00 - SR to 11,77 Max(%) 25,06 44,91 43,48 48,70 100,00
Ket.: P Ijin = P/2,3 (kgf), PKKI (1961), SR= Strength ratio. Rataan sesaran pada proportional limit (1,66 mm) dan pada titik maksimum (4,6 mm) diperoleh dari penelitian. Standar sesaran Amerika dan Australia diambil dari Sucahyo (2009). Sesaran maksimum Indonesia 1,5mm diambil dari Wiryomartono (1977) dan Yap (1984).
Dengan demikian bila dibandingkan dengan beberapa standar negara lain, nilai tegangan ijin sistem sambungan yang diperoleh dari rataan perlakuan variasi bentuk, jumlah dan bahan pasak geser pada sistem sambungan yang dibuat dalam penelitian ini dapat diuraikan dalam Tabel 62 diatas.
Tampak kedekatan rasio antara standar dengan kemampuan aktual sistem sambungan sangat bervariasi tergantung negara pengguna standar tersebut. Rasio yang berlaku di Amerika sangat kecil (24% dan 11% terhadap batas proporsi dan kemampuan maksimumnya), sementara Australia dan Indonesia (Wiryomartono, 1977; Yap, 1984) lebih tinggi. Apabila digunakan PKKI (1961) maka kemampuan ijin sistem sambungan yang dibuat berada pada 89% dan 43% terhadap kemampuan pada batas proporsi dan kemampuan maksimumnya, sementara bila digunakan nilai sesaran maksimum (1,5 mm) maka sambungan tersebut berada pada 92% dan 44% terhadap kemampuan pada batas proporsi dan kemampuan maksimumnya. Nilai rasio yang diperoleh ternyata tidak berselisih jauh antara batasan kemampuan maksimum (P ijin = P Maks/2,3) dengan batasan sesaran maksimum yang diijinkan (1,5 mm).
P-ijin sambungan menurut Wiryomartono (1977) adalah sebesar 1/3 beban maksimum dengan sesaran maksimum 1,5 mm sementara Yap (1984) menyatakan P/2,75 dengan sesaran maksimum yang sama. Dengan demikian bisa diambil beberapa nilai atas persyaratan yang diberlakukan seperti Tabel 63 berikut.
Tabel 63. Kemampuan yang Diijinkan Pada Sistem Sambungan Sesuai Penelitian No Keterangan Nilai (kgf) % Rasio PL
(4.281 kgf) % Rasio PMax (8.790 kgf) 1. P Maksimum 8.790 205 100 2. P pada Sesaran 1,5 mm 3.948 92 45 3. P-Ijin = P maks/2,3 3.822 89 43 4. P-Ijin = P maks/2,75 3.196 75 36 5. P-Ijin = P maks/3 2.930 68 33
Tabel 49 di atas menunjukkan beberapa pilihan yang bisa diambil atas rumusan yang diberikan, yang semuanya masih berkisar antara 68 – 92% dari kemampuan sambungan sampai pada batas proporsi. Rasio sebesar 92% terhadap batas proporsi akan dicapai bila sesaran 1,5 mm diterapkan bagi sambungan yang dibuat seperti pada contoh uji penelitian. Angka tersebut cukup riskan bila melihat grafik kemampuan sesaran masing-masing perlakuan yang variatif dan ada yang dibawah 1,5 mm (Gambar 25b). Oleh sebab itu penurunan batas sesaran menjadi 1 mm akan lebih bijaksana.
6. Kemampuan Maksimum Tiap Pasak Penahan Geser
Hasil pengujian sistem sambungan dengan menggunakan variasi pasak penahan geser yang terbagi atas bentuk, jumlah dan bahan pasak yang berbeda, dapat menghasilkan nilai kemampuan masing-masing pasak penahan geser. Kemampuan maksimum tiap pasak penahan geser tersebut tentunya hanya berlaku pada komponen sambungan jenis mangium sesuai yang diteliti, yang mungkin akan berbeda bila diterapkan pada komponen sambungan dengan jenis kayu yang lain. Tabel 64 dan Gambar 29 berikut menguraikan kemampuan nilai tiap pasak, yang dihitung dari hasil pembagian nilai kemampuan maksimum tiap sistem sambungan dengan jumlah pasak penahan geser yang digunakan.
Tabel 64. Kemampuan Tiap Pasak Sesuai Perlakuan Bentuk Pasak (A) Jumlah Pasak (B) Bahan Pasak (C) Pasak Sejenis (c1) Pasak Padat (c2) Pasak Ulin (c3) Pasak Baja (c4) Bulat (a1) 1 Pasang (b1) 2.647 2.966 2.133 3.397 2 Pasang (b2) 1.823 2.026 1.882 2.459 3 Pasang (b3) 1.813 1.665 1.524 2.238 Segi empat (a2) 1 Pasang (b1) 2.831 3.181 2.441 4.152 2 Pasang (b2) 2.129 2.072 1.973 2.533 3 Pasang (b3) 2.200 2.123 1.921 2.614
Gambar 29. Kemampua n (P) Tiap Pasak Sesuai Penempatan dalam Perlakuan
Tabel 64 menguraikan kemampuan tiap pasak pada setiap variasi sistem sambungan yang dibuat. Ditinjau dari persatuan bahan, pasak baja memiliki nilai kemampuan pasak terbesar, sementara pasak ulin memiliki kemampuan terendah di semua sistem yang dibuat. Kemampuan pasak sejenis dan sejenis yang dipadatkan saling unggul di beberapa sistem, namun kemampuan keduanya masih berada diantara kemampuan pasak baja dan ulin.
Hampir semua nilai menunjukkan nilai kemampuan satuan pasak yang menurun seiring dengan bertambahnya jumlah pasak yang digunakan, yang berarti kenaikan kemampuan menahan beban akibat penambahan pasak tidak linear dengan jumlah tiap pasak yang ditambahkan. Grafik penurunan tersebut diperjelas seperti Gambar 30 berikut.
Gambar 30. Regresi Eksponensial Penurunan Kemampuan Tiap Pasak pada Penambahan Jumlah Pasak pada Sistem Sambungan.
Tabel 65. Regresi Penurunan Kemampuan Tiap Pasak pada Penambahan Jumlah Pasak pada Sistem Sambungan dengan Bentuk dan Bahan Pasak Berbeda
Sistem Sambungan Regresi Eksponensial Regresi Linear Pasak Bulat
Persamaan R2 Persamaan R2
Sejenis y = 3008e-0.09x 0,760 y = 2928-208.5x 0,758 Sejenis dipadatkan y = 3837e-0.14x 0,966 y = 3519-325.1x 0,937 Ulin y = 2558e-0.08x 0,978 y = 2454-152x 0,989 Baja y = 4027e-0.10x 0,908 y = 3856-289.5x 0,886 Pasak Segiempat
Sejenis y = 3046e-0.06x 0,654 y = 3018-157.85x 0,667 Sejenis dipadatkan y = 3610e-0.10x 0,705 y = 3516-264.45x 0,714 Ulin y = 2667e-0.06x 0,832 y = 2631-129.9x 0,824 Baja y = 4793e-0.11x 0,699 y = 4637-384.4x 0,710
Ket.: y = Nilai maksimum kemampuan menahan beban (kgf), x = jumlah pasak (pcs).
Persamaan regresi yang menghubungan jumlah pasak pada nilai kemampuan tiap pasak dalam menahan kemampuan beban pada sistem sambungan yang diteliti, dicantumkan dalam Tabel 65. Regresi eksponensial dan regresi linear yang dibuat menunjukkan nilai koefisien determinasi yang tinggi, menunjukkan bahwa keduanya memiliki hubungan yang kuat. Dengan demikian jumlah pasak menaikkan nilai kemampuan sistem sambungan, namun bila dihitung kekuataan per pasak di setiap sistem sambungan, nilai kemampuan tiap pasak menurun.
7. Kerusakan Pasak Geser
Karena pasak geser menjadi koneksi distribusi beban dari komponen inti sambungan (main member) menuju kedua komponen samping, maka pasak geser menjadi tumpuan
utama kemampuan sambungan. Bila pasak geser tidak mampu mendistribusikan seluruh beban yang diterima maka akan mengalami kerusakan pada pasak tersebut. Pada umumnya kerusakan pasak dapat dikategorikan dalam tiga kelompok, yakni pasak geser yang berubah bentuk menjadi lonjong, bertakik akibat gaya tekan, dan pasak geser yang terbelah akibat dorongan geser sehingga terjadi pemisahan antar serat pasak (rolling
shear). Kondisi pasak geser setelah pengujian dapat dilihat seperti pada Gambar 31.
Gambar 31a. Kerusakan pada Komponen Sambungan Bila Digunakan Pasak Baja
Gambar 31c. Kerusakan Pasak Segi Empat dan Contoh Kerusakan Pasak Geser
Pada umumnya kerusakan sistem sambungan akibat pembebanan terjadi pada pasak penahan geser, kecuali pasak penahan geser dengan bahan baja. Bila sambungan menggunakan pasak geser baja, maka kerusakan akan terjadi pada komponen penyusun sambungan (connection member) akibat desakan.
Pada sistem sambungan yang menggunakan pasak kayu, komponen sambungan masih utuh meski pada saat pengujian tampak terjadi pelonjongan pada pasak gesernya. Bila beban terus berlanjut sementara pasak masih mampu menahan, maka mulai terjadi pelonjongan bentuk pasak bulat atau terjadi perubahan permukaan pasak segi empat yang mulai miring ke dalam. Terdapat celah di sudut atas pada komponen sisi sambungan dan di sudut bawah pada komponen utama sambungan mengindikasikan bahwa pasak geser telah bekerja dengan baik karena menanggung beban, sementara pengencang belum turut memikul beban karena lubang pengencang dibuat lebih besar daripada diameter pengencangnya. Apabila pasak geser telah rusak, barulah pengencang mulai tampak menahan beban yang dicirikan dengan bunyi kerusakan pasak dan mulai terdapat ketegangan pada pengencang. Pada saat itulah pengujian dihentikan sehingga pengencang baut dapat dilepas kembali dengan mudah setelah pengujian dilaksanakan dan relatif masih tampak lurus.
Pada sistem sambungan yang tidak menggunakan pasak penahan geser, baut atau bambu yang berfungsi sebagai konektor tampak berubah bentuk mengikuti penurunan komponen inti sambungan dan tidak dapat lagi dilepas dari lubang pasak pada komponen sambungan.
8. Kemampuan Sambungan Ditinjau dari Kekuatan Geser Gelinding
Kemampuan sambungan kayu dengan pasak geser kayu mangium berbahan sama (mangium tanpa perlakuan pemadatan) dapat dianggap sebagai kekuatan (kerja) geser gelinding (rolling shear) dari pasak geser mangium yang tersebut. Nilai geser gelinding mangium 17 tahun adalah sebesar 91,25 kgf/cm2
Nilai geser gelinding yang digunakan dalam validasi adalah nilai geser gelinding pada seluas permukaan bidang geser pada pasak geser, yakni nilai kemampuan maksimum sambungan dibagi dengan luas bidang geser (garis tengah pasak geser dikalikan dengan panjang pasak gesernya). Pada sambungan dengan 1, 2 dan 3 pasang pasak geser akan memperoleh luas bidang yang harus diperhitungkan sebagai bidang yang dikenai geser gelinding adalah sebesar masing-masing 32, 64 dan 96 cm
sebagaimana hasil perhitungan pada Lampiran 31.
2
.
Tabel 66. Nilai Geser Gelinding pada Kemampua n Maksimum Sistem Sambungan
Hasil validasi kemampuan sambungan dengan menggunakan nilai geser gelinding pasak geser mangium dapat diuraikan dalam Tabel 66 berikut.
Jenis Sambungan P Maksimum Geser Gelinding (kgf/cm2)
Pasak Bulat: Sepasang 5.290 165,31
Dua Pasang 7.290 113,91 Tiga Pasang 10.610 110,52
Pasak Segi Empat: Sepasang 5.660 176,88
Dua Pasang 8.280 129,38 Tiga Pasang 13.190 137,39 Rataan Geser Gelinding Pasak Sambungan 138,89 Geser Gelinding CKBC 91,25 Rasio Geser Gelinding Sambungan Vs CKBC (%) 152,22
Tabel 66 membuktikan bahwa geser gelinding (rolling shear) pada pasak geser benar-benar berperan dalam proses penyaluran gaya dari komponen inti sambungan ke komponen samping pada sambungan tampang dua, bahkan nilai kemampuan sambungan melebihi nilai geser gelinding CKBC. Hal tersebut dimungkinkan karena pada uji geser gelinding CKBC menggunakan beban baja lancip pada kayu, sedangkan pada sambungan adalah tekanan kayu dengan kayu. Penggunaan baja lancip tentunya memudahkan proses pembelahan bidang geser. Disamping itu, pembebanan kayu pada kayu diduga menimbulkan “fondasi elastis” (elastic fondation) yang menjadikan nilai geser gelinding pada sistem sambungan menjadi lebih besar.
9. Kemampuan Sambungan Ditinjau dari Kekuatan Tekan Sejajar Serat
Pada sambungan tampang dua dengan pasak geser dari baja, kerusakan terjadi pada komponen sambungan sedangkan pasak geser tidak mengalami kerusakan apapun. Bentuk kerusakan pada komponen sambungan pada umumnya adalah lubang pasak yang tertekan oleh pasak geser baja sedemikian sehingga posisi pasak geser yang semula datar (horisontal) menjadi miring karena desakan beban (lihat Gambar 31a). Dengan demikian kemampuan sambungan diasumsikan sebagai kemampuan tekan sejajar serat kayu mangium pada lubang pasak komponen sambungan, dan kemampuan sambungan dapat dilakukan validasi melalui pendekatan kekuatan tekan sejajar serat mangium tersebut.
Karena posisi pasak geser yang berubah miring mengikuti arah pembebanan, maka lebar bidang yang menderita tekan sejajar serat di setiap lubang pasak geser adalah sebesar 10 mm di bagian bawah lubang pasak komponen samping dan 10 mm di bagian atas lubang pasak pada komponen inti. Pada sambungan dengan 1, 2 dan 3 pasang pasak geser akan memperoleh luas bidang yang harus diperhitungkan sebagai bidang yang dikenai tekan sejajar serat adalah sebesar masing-masing 32, 64 dan 96 cm2. Dengan demikian kuat tekan sejajar serat pada sambungan adalah kemampuan maksimum sambungan dibagi luas bidang yang dikenai gaya tekan sejajar serat tersebut. Sementara itu, nilai besarnya tekanan sejajar serat kayu mangium (diperoleh dari penelitian sifat dasar) yaitu sebesar 402,13 kgf/cm2
Tabel 67. Rasio Nilai Tekan Sejajar Sistem Sambungan dengan Tekan Sejajar Mangium . Nilai hasil validasi dapat dilihat pada Tabel 67.
Jenis
P Maksimum (kgf)
Tekan Sejajar Serat Sistem Sambungan (kgf/cm2)
Pasak Bulat : Sepasang 6.790 212,18
Dua Pasang 9.840 153,75 Tiga Pasang 13.430 139,89
Pasak Segiempat: Sepasang 8.350 260,93
Dua Pasang 10.130 158,28 Tiga Pasang 15.690 163,43 Rataan Tekan Sejajar Serat Pasak Baja ke Komponen Sambungan (kgf/cm2) 181,41 Kuat Tekan Sejajar Serat Mangium (kgf/cm2) 402,13
Rasio Tekan Sejajar Serat (%) 45,11
Tabel 67 membuktikan bahwa nilai tekan sejajar serat pada komponen sambungan mangium memiliki nilai yang lebih rendah dibanding nilai tekan sejajar serat mangium yang sebenarnya. Kekuatan tekan sejajar serat sambungan yang hanya mampu mencapai separuh (45,11%) dari nilai kekuatan tekan sejajar serat mangium tersebut disebabkan perubahan posisi pasak geser baja yang tadinya rata berubah menjadi miring karena
tekanan, sehingga permukaan bidang tekan sejajar serat tidak sepenuhnya menerima beban yang merata. Hal tersebut menyebabkan kehancuran komponen sambungan lebih mungkin terjadi terlebih dahulu pada bagian yang paling terdesak baja pasak geser, sehingga nilainya menjadi lebih kecil.
Perbedaan nilai persentase juga tampak pada pasak geser baja bulat yang nilai persentasenya lebih kecil daripada nilai persentase pada pasak segi empat. Hal tersebut terjadi karena bentuknya yang bulat membuat dorongan pada lubang pasak menjadi lebih lemah dibanding bentuk segi empat yang lebih siku dan tajam sehingga lebih mencengkeram dan kemampuannya lebih besar.
10. Penerapan Pasak Geser pada Balok Susun
Pasak geser baja juga telah dicobakan sebagai pasak geser pada balok susun. Satu unit balok susun terdiri atas satu balok komponen inti (main member) berupa balok berukuran 60 x 80 mm dan dua balok komponen samping (side member) berukuran 40 x 80 mm dengan panjang 260 mm, sehingga balok susun akan terbentuk dengan ukuran 80 x 140 x 260 mm. Balok susun tersebut disusun dengan menggunakan pasak geser baja bulat dan pasak geser segi empat yang dipasang horizontal (searah dengan bidang susun) seperti halnya pada sambungan kayu tampang dua dengan jarak antar pasak geser sebesar 12 cm. Pengencang baut yang sama dengan sistem pengencang pada sambungan kayu (arah vertikal bidang susun) dipasang dengan jarak antar pengencang sebesar 12 cm. Pengujian balok susun menggunakan UTM Baldwin dengan sistem Two Point Loading dengan bidang sempit (edge) sebagai bidang tumpu beban. Bentuk pasak geser dan pengujiannya seperti tampak pada Gambar 32 berikut.
Gambar 32b. Pengujian Balok Susun Berpasak Geser dan Kerusakan Berupa Retak Antar Pasak Geser
Hasil pengujian balok susun dengan pasak geser membuktikan bahwa pasak geser mampu menaikkan kekuatan balok utuh, sebagaimana Tabel 68 dan Gambar 33 berikut.
Tabel 68. Nilai MoR dan MoE Balok Utuh dan Balok Susun
Jenis Balok MoR(kgf/cm2) Kenaikan % MoE(kgf/cm2) Kenaikan %
Balok Utuh 449 - 51.780 -
Balok Susun Pasak Segi-4 589 31 55.669 7,5
Balok Susun Pasak Bulat 684 52 66.547 28,5
Ket.: Balok utuh (n = 33) ukuran 5x8x260cm diuji dengan UTM Shimadzu.
Gambar 33. Histogram Balok Utuh dan Balok Susun Berpasak Geser
Pengujian balok susun berpasak geser bulat memberi hasil yang lebih baik dibandingkan dengan balok susun berpasak geser segi empat. Beberapa hal yang bisa menjadi alasan kelebihan balok susun berpasak geser bulat antara lain:
1. Dalam proses pembuatan lubang pasak, bentuk lubang pasak bulat lebih mudah dan lebih cepat dikerjakan karena hanya melalui satu kali proses pengeboran.
2. Hasil proses lubang pasak bulat lebih seragam sehingga pada proses pemasangannya akan menghasilkan balok susun yang lebih kokoh.
3. Pada pengujian balok susun berpasak segiempat lebih mudah terjadi retak antar lubang pasak geser karena pengaruh gaya tekan dan tarik akibat pembebanan bentang balok (lihat Gambar 32b), sementara pasak bulat tampak lebih padat dan kompak.
Balok susun dengan pasak geser bulat meningkatkan MoR dan MoE balok masing-masing 52 dan 28,5% dibandingkan dengan balok utuhnya. Manfaat lain dari balok susun adalah diperolehnya dimensi yang lebih besar, dapat membuang kayu yang mengandung cacat atau tidak memposisikannya pada bagian kritis seperti di tengah bentang. Aplikasi sambungan geser pada balok susun ini dapat dihitung diagram gaya lintangnya (shearing force diagram) sebagaimana Lampiran 32.
