BAB II TINJAIJAN PllSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAIJAN PllSTAKA Kayu memiliki perbedaan kokuatan dan kekakuan bukan saja antar spesies, namun juga dalan species yang sama (Blass dkk., 1995; Rhude, ). Hal tersebut di atas disebabkan oleh beberapa kondisi antara lain; karena sifat pertumbuhan kayu, iklim, kepadatan hutan, lokasi pengolahan kayu, kadar air, dan cacat-cacat kayu sehingga berpengaruh pula pada sifat fisik dan mekanik kayu yang dihasilkan (Somayaji, 1995). Pada umumnya kayu-kayu yang terberat merupakan kayu yang terkuat dan bahwa keteguhan, kekerasan dan hampir semua sifat-sifat teknis lainnya berbanding lurus dengan bcral jcnis. Penyimpangan-penyimpangan dapat terjadi antara lain disebabkan oleh kadar ckstraktiv yang tinggi atau endapan-cndapan diantara serabut-serabut kayu. Zat-zat tersebut tidak meningkatkan kekuatan mekanik kayu, tetapi umumnya pertambahan tebal dinding serabut-serabut dan sel-sel menyebabkan kenaikan berat jenis kayu (Soewarsono, 1990). Untuk dapat menggunakan kaidah-kaidah perhitungan matematis, sifat-sifat mekanik kayu diidealisasikan sebagai berikut (Suhardjono dan Priskasari, 1994); a. Homogenitas; karena kayu terdiri dari kumpulan serat-serat sehingga tidak bersifat homogen, tetapi dalam praktek kayu masih dapat dianggap homogen. Adanya cacat-cacat kayu, penyimpangan arah serat dan lain-iain menyebabkan berbedanya kekuatan ijin kayu. b. Pada pembebanan tekan kayu bersifat elastis sampai batas proposional. Untuk beban tarik sifat-sifat kayu tergantung pada tingkat kelengasan kayu. Kayu kering memperlihatkan batas elastisitas yang rendah, sedangkan kayu yang berkadar lengas tinggi (basah) akan terjadi perubahan bentuk yang permanen pada beban yang kecil sekalipun. c. Modulus kenyal kayu untuk beban tarik lebih besar 4 sampai 5 persen dari beban tekan, kekuatan tarik kayu lebih tinggi dari kekuatan tekan antara 2 sampai 3 kali. 4

2 d. Hipotesis Bernoulli (anggapan bahwa pada balok terlentur tampang-tampang tetap rata) guna mempermudah perhitungan balok terlentur. Kayu bukan bahan isoiropis (mempunyai sifat sama pada semua arah), yang mana kayu dibedakan dalam tiga arah serat; longiludinal, radial dan tangensial, namun sifat mekanik kayu pada arah tangensial dan radial tidak banyak berbeda, sehingga dapat dibedakan hanya pada dua arah yakni; arah sejajar serat dan arah tegak lurus serat Kayu Bangunan Kayu bangunan merupakan kayu yang diperoleh dari penggergajian pohon, yang dibentuk menjadi balok atau papan. Pada dasamya kayu merupakan bahan yang bersifat botanis, sehingga dalam pcngerjaan batang kayu unluk mendapatkan kayu yang mcmenuhi syarat-syarat kayu bangunan akan dijumpai beberapa cacat kayu. Berdasarkan kriteria cacal kayu yang diperkenankan, maka kayu bangunan dibedakan menjadi 2 (dua) macam, yakni kayu mutu A dan kayu mutu B seperti terlihat pada Tabel 2.1. (Anonim, ). Tabel 2.1. Kriteria Kayu Mutu A dan Mutu B Cacat Mutu A Mutu B a. Mata dx < 35 mm dx < 50 mm kayu -- dy < 35 mm dy < 50 mm dx/b < 1/6 dx/b< 1/4 dy/b< 1/6 dy/b < i/4 b.pinggul (wane) c. Miring serat d. Retak.v/b< 1/10 y/b < 1/10 a=arc tan 1/iO hr< l/4b hr< I/5b sama dengan Mutu A a = arc tan 111 hr< l/3b hr< I/4b Keterangan 5

3 2.2. Sifat Mekanik Kayu Sifat itiekanii< kayu adalaii kemampuan penampang kayu untuk menahan beban luar yang diberikan (Soewamo, 1981). Kemampuan penampang kayu tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk tegangan atau gaya-gaya dalam. Gayagaya dalam yang bekerja dapat berupa gaya aksial, lenturan, geser dan puntiran, tergantung dari jenis pembebana yang diterima oleh struktur. Menurut PKKl- 1961, kayu dibedakan dalam 5 (lima) kelas kekuatan. Parameter batas penentu kelas kuat kayu tersebut dapat ditenlukan berdasarkan kerapatan kayu, kekuatan lentur serta kekuatan tekan seperti terlihai pada Tabel 2.2. Tabel 2.2. Kriteria Batas Kelas Kuat Kayu Kelas Kuat Kerapatan Kekuatan Lentur Kekuatan Tekan (gram/cnr^) (kg/cm') (kg/cm') 1 >0,90 >1100 > ,90-0, III 0,60-0, IV 0,40-0, V (0,30 (360 ( Modulus Elastisitas dan Modulus of Rupture Modulus elastisitas (MOE) kayu adalah perbandingan antara tegangan terhadap regangan bahan atau merupakan sudut tangen yang dibentuk oleh kurva tegangan-regangan dari hasil uji kayu di laboratorium. Nilai MOE dapat diperoleh dari hasil uji lentur balok, dimana besamya adalah sebesar: MOI.^A- (2.1) dengan k = konstanta yang tergantung dari jenis pembebanan yang diberikan, merupakaf> fungsi beban dan panjang bentang. S = lendutan balok, dan \^ = momen inersia penampang balok.tegangan lentur balok dan = regangan. Nilai MOE juga dapat ditentukan dilakukan berdasarkan besaran sudut yang dibentuk oleh kurva diagram tegangan dan regangan bahan yang membentuk 6

4 garis linier, besaran MOE yakni besarnya tegangan bahan dibagi dengan besamya regangan bahan yang berada di daerah elastik bahan, yakni: Selanjutnya dari Rumus 2.1 dapat pula ditentukan besaran lendutan balok dari nilai konstanta yang tertentu serta nilai MOE yang diperoleh, yakni: S = ^ ^ (2.3) MOli Apabila batasan MOT: untuk masing-masing kelas kuat kayu teiah diketahui, maka dapat pula diketahui batasan lendutan untuk inasing-masing kelas kuat kayu. Batasan lendutan tersebut merupakan dasar penentuan kriteria mutu kayu di lapangan. Nilai k akan tergantung dari teknis dan model beban yang diberikan pada pengujian balok. Untuk pembebanan satu titik di tengah bentangan, maka nilai k berdasarkan Rumus 2.4. k ^ ~ ^ (2.4) 48 ^ ^ Apabila digunakan pembebanan merata di sepanjang bentang balok, maka nilai k menurut Rumus 2.5. A -. - ^ i ^ (2.5, 384 j\- Kekuatan balok kayu sangat dipengaruhi oleh interaksi tegangan tekan dan tarik pada arah sejajar serat. Tegangan lentur balok kayu memperlihatkan perilaku elastis pada kondisi beban rendah. Pada tegangan lentur selanjutnya, diagram tegangan-regangan lentur tidak lagi berperilaku elastis. Tegangan lentur 7

5 maksimuin yang terjadi juga disebut modidiis of rupture (MOR) yang dipengaruhi oleh kapasitas tarik dan tekan pada penampang balok (Somayaji, 1995). Gambar 2.1. memperlihatkan hubungan kurva tegangan regangan uji balok lentur serta perbandingannya dengan hasil uji tarik dan tekan kayu. Tarik Daerah elastis, penentuan nilai MOE Regangan (%) Gambar 2.1. Diagram Tegangan Regangan Hubungan antara tegangan dan regangan kayu pada daerah awal kurva memperlihatkan hubungan yang linier sampai tercapainya batas proporsional bahan, Apabila tegangan dan regangan bersifat linier dan bahan bersifat elastis, maka Hukum Hooke dapat digunakan untuk menentukan nilai MOE bahan. Hukum Hooke dapat berlaku untuk bahan kayu sampai batas proposional sekitar 75 persen dari tegangan ultimit (Suhardjono dan Priskasari, 1994). 8