PAKU BATANG LAMINATED VENEER LUMBER (LVL) KAYU SENGON
Conference Paper · October 2014
CITATIONS
0
READS
3,996 3 authors, including:
Achmad Basuki Universitas Sebelas Maret 30PUBLICATIONS 83CITATIONS
SEE PROFILE
MAT - 152
KEKUATAN TEKAN DAN LENTUR SAMBUNGAN BAUT, PASAK BAMBU, DAN PAKU BATANG LAMINATED VENEER LUMBER (LVL) KAYU SENGON
Achmad Basuki1, Sholihin Asad2 dan Hermawan Kris Priyantono3
1 Grup Riset SMARTWood, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta Email: [email protected]
2 Grup Riset SMARTWood, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta Email: [email protected]
3 PT. Sumber Graha Sejahtera, Tangerang Email: [email protected]
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai kekuatan tekan dan lentur sambungan batang Laminated Veneer Lumber (LVL) kayu sengon dengan menggunakan alat pengencang baut, pasak bambu dan paku. Benda uji yang digunakan adalah batang LVL kayu sengon dengan dimensi penampang 18 mm x 80 mm. Sambungan benda uji pada pengujian kekuatan tekan dibuat dengan alat pengencang 2, 3 dan 4 buah. Pengujian sambungan lentur digunakan benda uji balok tunggal LVL kayu sengon yang disambung menggunakan papan buhul LVL kayu sengon di kedua sisinya.
Pengujian kekuatan sambungan tekan dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM) dan pengujian kekuatan lentur sambungan menggunakan uji two point loading dengan pembebanan secara bertahap sampai benda uji mengalami kegagalan.
Dari hasil pengujian kekuatan tekan sambungan menggunakan alat pengencang baut, pasak bambu dan paku menunjukkan bahwa kekuatan tekan sambungan dengan jumlah alat pengencang tidak mempunyai hubungan yang linear apabila dikaji dari kekuatan lateral satu buah alat pengencang.
Pengujian kekuatan lentur batang LVL kayu sengon menunjukkan nilai yang lebih rendah dibandingkan batang utuh.
Kata kunci: Sambungan tekan, sambungan lentur, LVL kayu sengon..
1. PENDAHULUAN
Kebutuhan akan rumah tinggal yang sederhana menempati porsi yang paling besar. Kebutuhan rumah tinggal sederhana yang umumnya diperuntukkan bagi masyarakat berpenghasilan rendah menjadi satu hal yang harus dipenuhi pemerintah. Rumah tinggal sederhana merupakan bangunan yang telah memenuhi syarat minimal sebagai suatu bangunan untuk dihuni dan ditinggali, tapi dengan nilai ekonomis yang dapat dijangkau oleh masyarakat berpenghasilan rendah atau material penyusun konstruksi rumah tinggal dapat diperoleh dengan mudah dan murah.
Salah satu material konstruksi yang dapat digunakan pada rumah tinggal sederhana dan telah digunakan hampir seumur dengan peradaban manusia adalah kayu.
Dibandingkan dengan material konstruksi lainnya, material kayu sebenarnya justru merupakan material yang dapat diperbaharui. Hal tersebut berarti bahwa material kayu merupakan material yang dapat melimpah tersedia di alam apabila secara kontinyu selalu dilakukan penanaman kembali setelah melakukan penebangan, sehingga ketersediaannya akan selalu terjaga. Secara ekonomi, apabila ketercukupan material kayu ini terjaga, maka harga kayu pun tidak akan menjadi mahal. Penanaman kayu cepat tumbuh dan inovasi pemanfaatan kayu secara baik pun akan menunjang ketersediaan kayu yang memadai.
Jika dibandingkan dengan material lain, selain mudah diperoleh, kayu mempunyai berat jenis yang lebih ringan dan proses pengerjaannya pun dapat dilakukan dengan mudah dan menggunakan peralatan yang sederhana. Disamping itu, karena kayu bersifat alami maka kayu akan terurai dengan baik dan tidak ada limbah (environmental friendly).
Peningkatan performa kayu sengon dapat dilakukan diantaranya dengan dibuat sebagai bahan kayu olahan berupa laminated veneer lumber (LVL). Pada penelitian sebelumnya oleh Basuki, dkk. (Penelitian Hibah Bersaing, 2012) bersama PT. Sumber Graha Sejahtera, Tangerang selaku penghasil bahan LVL kayu sengon, telah dikembangkan pemanfaatan LVL kayu sengon sebagai bahan pembuatan struktur rangka kuda-kuda ringan.
Berat jenis LVL kayu sengon hanya 0.33 g/cm3, jauh lebih kecil dari kayu keras kelas 1 yang berat jenisnya diatas 0.99 g/cm3. Oleh karena itu, pengembangan aplikasi LVL kayu sengon sebagai material konstruksi yang lain menjadi hal yang penting juga untuk dikaji. Dengan demikian penggunaan LVL kayu sengon untuk mengganti kayu keras selain penting dari aspek preservasi sumber daya alam, juga memiliki keuntungan teknik karena struktur rangka yang dihasilkan jauh lebih ringan dari struktur rangka dari kayu keras.
2. LANDASAN TEORI
LVL adalah kayu olahan yang terdiri dari lapisan tipis atau veneers kayu yang direkatkan menjadi satu. Dimensi LVL yang sudah umum diproduksi di Indonesia untuk elemen konstruksi rangka mempunyai ukuran tebal 8-12 mm, lebar 80-100 mm dan panjang 200-300 cm, sedangkan untuk elemen balok mempunyai ketebalan sekitar 80-120 mm. Jenis kayu yang digunakan umumnya adalah kayu sengon dan karet, namun pada penelitian ini digunakan kayu LVL yang berasal dari kayu sengon.
Salah satu sifat mekanik kayu yang sangat penting dalam analisis tahanan sambungan adalah kuat tumpu kayu di sekitar alat sambung (dowel bearing strength). Kuat tumpu kayu dapat diperoleh dengan cara membagi beban tumpu pada metode offset dengan luas bidang tekan yaitu diameter alat sambung dikalikan dengan tebal kayu.
Kuat tumpu kayu dipengaruhi oleh kandungan air dan berat jenis kayu. Hasil pengujian Rammer dan Winistorfer (2001) menunjukkan bahwa kuat tumpu kayu pada kandungan air 15%, 12%, 6%, dan 4% adalah berturut-turut sebesar 1,23; 1,36; 1,63; 1,72 kali kuat tumpu kayu pada kandungan air 20%. Smith (1998) melakukan pengujian kuat tumpu kayu dengan beberapa macam nilai berat jenis yang tergolong pada kayu lunak (soft woods) dan kayu keras (hard woods). Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kuat tumpu kayu meningkat seiring dengan peningkatan berat jenis kayu
.
Karakterisasi sifat LVL kayu sengon meliputi kuat lentur, kuat tekan sejajar serat, kuat geser, modulus elastisitas, berat jenis, dan lain-lain.
Tujuan penyambungan kayu adalah untuk memperoleh panjang yang diinginkan atau membentuk suatu konstruksi rangka batang sesuai dengan yang diinginkan. Namun demikian, sambungan dalam struktur tetap merupakan bagian yang lemah, sehingga harus diperhatikan dalam perencanaannya agar kuat dan awet yaitu a) kayu yang disambung harus merupakan pasangan yang cocok, tidak longgar agar tidak saling bergeser dan tidak terlalu kencang, b) penyambungan kayu tidak boleh merusak kayu, c) diberikan bahan pengawet kayu, dimeni/ter pada sambungan agar tidak mudah lapuk, dan d) sambungan kayu diusahakan terlihat dari luar agar mudah dikontrol.
Penggunaan alat-alat sambung sederhana seperti pengikatan, paku, pasak, kalem, atau besi strip berfungsi sebagai pengaman pada titik letak sambungan tersebut (Stephen, 2007).
Kekuatan/tahanan sambungan dianalisis berdasarkan moda kelelahan sambungan yang mungkin terjadi. Tahanan yang diperoleh kemudian disebut sebagai tahanan ultimit. Untuk mendapatkan tahanan ijin sambungan maka tahanan ultimit harus dikali dengan faktor koreksi yang sesuai berdasarkan jenis pembebanan, masa layan, dan jenis alat sambung itu sendiri.
Beberapa hal yang menyebabkan rendahnya kekuatan sambungan pada konstruksi kayu menurut Awaludin (2005) adalah a) terjadinya pengurangan luas tampang, b) terjadinya penyimpangan arah serat, c) terbatasnya luas sambungan.
Dari penelitan dan pengujian sambungan batang LVL kayu sengon dengan menggunakan alat sambung pasak bambu laminasi yang telah dilakukan Basuki, dkk. (2012) menunjukkan bahwa semakin besar diameter akan mempunyai nilai kuat geser dan kuat lentur pasak bambu laminasi yang semakin besar, dengan nilai yang tidak berdasarkan kelipatan luasan tampang pasak bambu laminasi.
Nilai kuat tumpu paling besar pada kuat tumpu sejajar dengan arah serat batang LVL kayu sengon, dan akan semakin menurun sampai kuat tumpu tegak lurus dengan arah serat. Kondisi tersebut akan selaras dengan kekuatan lateral sambungan berdasarkan penempatan pasak bambu laminasi berdasarkan arah serat.
MAT - 154
Beberapa alat sambung yang dapat digunakan pada konstruksi kayu diantaranya adalah pasak bambu laminasi, paku dan baut. Penggunaan alat sambung tersebut dan kapasitasnya sangat bergantung pada nilai pengujian kekuatan lentur dan geser alat sambung tersebut.
3. METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Eksperimen pengujian dilakukan terhadap sejumlah benda uji. Pengujian sambungan tekan dilakukan dengan memberikan gaya tekan pada alat uji dengan formasi dan jumlah alat sambung yang berbeda. Demikian halnya dengan pengujian lentur, dibuat benda uji balok dengan memberikan sambungan di tengah bentang.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Benda uji yang digunakan pada pengujian kuat lentur dan kuat geser alat sambung adalah pasak bambu laminasi dengan diameter 10 mm, baut diameter 8 mm dan paku diameter 3,2 mm. Masing-masing benda uji sebanyak 3 buah.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat uji tekan UTM merk SANS. Kondisi pengujian kuat lentur dan kuat geser berturut-turut dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar 1. Pengujian kuat lentur pasak bambu laminasi, baut dan paku
Gambar 2. Pengujian kuat geser pasak bambu laminasi, baut dan paku
Hasil pengujian kuat lentur dan geser rata-rata dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil uji lentur alat pengencang
Benda Uji Kuat Lentur (MPa) Kuat Geser (MPa)
Pasak bambu 10 131,51 65,57
Baut 584,73 343,71
Paku 3,2 1190,18 1003,01
Pengujian kekuatan tekan sambungan diperoleh dengan menguji sampel dengan alat pengencang pasak bambu laminasi, baut dan paku dengan jumlah 2, 3 dan 4 alat pengencang. Pengujian tekan ini dimaksudkan untuk memperoleh perbandingan nilai kuat lateral sambungan teoritis dan pengujian tekan s3cara langsung. Disamping itu berkaitan dengan formasi alat pengencang yang digunakan. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 2.
Pengujian kekuatan lentur sambungan lentur dengan alat pengencang pasak bambu laminasi, baut dan paku masing- masing dengan 4 buah untuk alat pengencanng pasak dan baut, sedangkan untuk paku digunakan 8 buah. Hasil pengujian lentur disajikan dalam Tabel 3.
MAT - 155
Tabel 2. Hasil uji kuat tekan sambungan LVL kayu sengon
Jumlah alat pengencang 2 buah (kN) 3 buah (kN) 4 buah (kN)
Pasak bambu 10 5,33 9,45 13,36
Baut 6,14 8,79 11,62
Paku 3,2 3,03 4,06 5,06
Tabel 3. Hasil uji kuat lentur sambungan LVL kayu sengon
Alat pengencang Pasak bambu 10 Baut Paku 3,2
Kuat lentur (Nm) 234,8 261,5 110,0
Sambungan tekan pada penelitian ini telah memenuhi persyaratan karena tahanan lateral pengujian lebih besar daripada tahanan lateral teoritis sambungan. Jumlah alat pengencang pada suatu sambungan Laminated Veneer Lumber (LVL) Kayu Sengon mempengaruhi perhitungan kekuatan tahanan lateralnya. Nilai kekuatan tahanan lateral meningkat dengan semakin banyaknya jumlah alat pengencang dalam sambungan. Pada pengujian ini pasak telah terdeformasi tetapi masih dalam kondisi elastis, sehingga sambungan momen lentur kembali ke kondisi awal.
Kajian kekuatan sambungan tekan dan lentur masing-masing alta pengencang mempunyai kecenderuangan hasil pengujian lebih besar dibandingkan dengan analisis secara teoritis.
5. KESIMPULAN
Hasil pengujian benda uji alat pengencang, sambungan tekan dan sambungan lentur dengan alat pengencang pasak bambu laminasi, baut dan paku mempunyai kecenderungan lebih besar dari perhitungan teoritis. Nilai perbandingan diatas 1,0. Kekuatan lateral alat pengencang mempunyai nilai yang tidak linear apabila dibandingkan dengan hasil pengujian dengan 3 dan 4 alat pengencang. Hal ini menunjukkan bahwa formasi alat pengencang juga mempengaruhi kekuatan sambungan tekan dan lentur.
DAFTAR PUSTAKA
Awaludin, Ali. 2005. Konstruksi Kayu. Biro Penerbit KMTS Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.
Badan Standarisasi Nasional (BSN). 2002. Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia. SNI-5. Jakarta.
Bakar, E.S. 1996. Kayu Laminasi Vinir Sejajar. Buletin Teknologi Hasil Hutan, Vol. I. Hal 24-30. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Fitrida, Tiara Kenanga. 2012. Pengaruh Konfigurasi Pasak dan Sudut Arah Serat Laminated Veneer Lumber Pada Desain Sambungan Pasak Bambu Laminasi. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Japan Industrial Standard. 1973. Japanese Industrial Standard K-6861/1973 Urea Resin Adhesive For Wood. Tokyo.
Karnasudirdja, S. 1989. Prospek Kayu Indonesia Sebagai Bahan Baku Industri Kayu Lamina. Paper Pada Seminar Glued Laminated Timber di Departemen Kehutanan Indonesia. Jakarta. 15 Juni 1989.
Kristiawan, S.A., Basuki, A., Priyantono, H.K., 2011b. Kekuatan tekuk batang LVL kayu sengon. Laporan Penelitian Kerjasama JTS FT UNS dengan PT Sumber Graha Sejahtera, Tangerang.
Ma’ali, Muhammad Rosa. 2013. Analisis Perilaku Prototip Struktur Rangka Kuda-Kuda Laminated Veneer Lumber (LVL) Kayu Sengon. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Morisco. 2006. Rangkuman Hasil Penelitian. Pemberdayaan Bambu untuk Kesejahteraan Rakyat dan Kelestarian Lingkungan. Fakultas Teknik. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.
Prosiding PPI Standardisasi. 2009. Standardisasi Bambu Laminasi Sebagai Alternatif Pengganti Kayu Konstruksi.
Jakarta.
Surjokusomo, S. Bachtiar, E.T., dan Nugroho, N., 2003. Pemberdayaan kayu konstruksi. Seminar nasional Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Trisakti, Jakarta.
Sutigno, P., dan Masano. 1986. Pengaruh Banyaknya Lapisan Terhadap Sifat Kayu Lamina Meranti (Shorea leprosula Miq). Duta Rimba (73-74): 22-26
Youngquist, J.A dan B.S. Bryant. 1979. Production and Marketing Feasibility of Parallel Laminated Veneer Product.
Forest Products Journal 29 (8) : 45
