Studi Teknis Ekonomis Pengaruh Variasi Sambungan Terhadap Kekuatan Konstruksi Lunas, Gading dan Balok Geladak Berbahan Bambu Laminasi

Transkripsi

1 Studi Teknis Ekonomis Pengaruh Variasi Sambungan Terhadap Kekuatan Konstruksi Lunas, Gading dan Balok Geladak Berbahan Bambu Laminasi Febry Firghani Oemry Dosen Pembimbing: Ir. Heri Supomo, M.Sc. Ir. Soejitno

2 Latar Belakang Masalah Pemanfaatan bambu laminasi sebagai material pembuat kapal Sambungan antar konstruksi memegang peranan penting pada kekuatan kapal kayu Konstruksi berbahan bambu laminasi harus memiliki sambungan yang kuat

3 Rumusan Masalah 1. Apakah sambungan yang paling baik untuk konstruksi lunas, lunasgading dan gading-balok geladak sehingga dapat memenuhi beban yang diterima pada lambung kapal pada kapal kecil 15 GT? 2. Bagaimana perbandingan dari sisi teknis pengerjaan sambungan yang diteliti? 3. Bagaimana produktivitas dan berapa total biaya produksi dari tiap konstruksi berbahan bambu laminasi dengan sambungan tertentu untuk kapal kecil berkapasitas 15 GT?

4 Batasan Masalah 1. Jenis laminasi yang digunakan adalah tumpuk bata 2. Lem yang digunakan adalah Epoxy (Marine Use). 3. Variasi fastening yang digunakan adalah baut dan sekrup. 4. Sambungan yang dianalisis adalah sambungan antar lunas (hook scarfdantabled scarf), sambunganlunas-gading dan sambungan gading-balok geladak. 5. Standar pengujian menggunakan ASTM D Kapal yang dijadikan rujukan adalah kapal ikan 15 GT.

5 Tujuan a. Menentukan sambungan yang paling baik untuk tiap bagian konstruksi yang diteliti. b. Mengetahui gambaran proses pengerjaan dan tingkat kesulitan masing-masing sambungan. c. Mengetahui nilai total biaya produksi dan tingkat produktivitas dari tiap konstruksi dan sambungan yang digunakannya.

6 Manfaat a. Memberikan acuan berkenaan dengan proses pembuatan dan peralatan yang dibutuhkan untuk membuat konstruksi lunas, gading dan balok geladak berbahan bambu laminasi dengan sambungan tertentu. b. Memberikan uraian tentang biaya produksi dan produktivitas pengerjaan konstruksi berbahan bambu laminasi dengan variasi sambungan tertentu.

7 Hipotesa Awal 1. Pada sambungan antar lunas, penggunaan sambungan hook scarf dengan fastening baut lebih kuat dibanding yang lainnya. 2. Pada sambungan antara lunas dan gading, pengunaan fastening baut lebih kuat dibanding yang lain. 3. Pada sambungan antara gading dan balok geladak, penggunaan fastening baut lebih kuat dibanding yang lain.

8 Dasar Teori 1. Macam sambungan antar konstruksi pada kapal kayu khususnya lunas terdapat hampir 20 jenis (Desmond, 1919) 2. Konstruksi kapal kayu, sambungan dan pemakuan (DNV, 1970 dan BKI 1996) 3. Bambu laminasi dapat menggantikan kayu jati sebagai material alternatif pembuatan konstruksi kapal kayu (Wahidi, 2012)

9 Mulai LATAR BELAKANG Metodologi Laminasi bambu menjadi alternatif pengganti konstruksi kapal Sambungan antar konstruksi menjadi bagian penting dalam pembangunan kapal Perlunya melakukan pengujian kekuatan sambungan yang dipilih dan pengaruhnya terhadap konstruksi laminasi bambu Perlunya melakukan perhitungan biaya produksi untuk pengerjaan sambungan dan konstruksinya RUMUSAN MASALAH Apakah sambungan yang paling baik untuk konstruksi lunas, lunas-gading dan gading-balok geladak sehingga dapat memenuhi beban yang diterima pada lambung kapal pada kapal kecil 515 GT? Bagaimana perbandingan dari sisi teknis pengerjaan sambungan yang diteliti? Bagaimana produktivitas dan berapa total biaya produksi dari tiap konstruksi berbahan bambu laminasi dengan sambungan tertentu untuk kapal kecil berkapasitas 515 GT? STUDI LITERATUR Penelitian sebelumnya 1. Bambu laminasi sebagai alternatif pengganti kayu/bahan baku kapal 2. Analisa teknis konstruksi gading dan balok geladak dari segi fatigue 3. Macam-macam sambungan kayu 4. Studi perbandingan kekuatan pasak kayu dan baja 5. Perbandingan perhitungan konstruksi dan kekuatan sambungan Jurnal 1. Standarisasi bambu sebagai bahan baku alternatif Buku relevan 1. Diktat konstruksi kapal kayu FTK ITS 2. BKI kapal kayu 1996 Catatan kuliah 1. Kuliah produksi kapal kecil L < 45 meter Sumber lain yang relevan 1. ASTM D 709 A Pendahuluan dan Pengumpulan Data

10 A BATASAN MASALAH Jenis laminasi yang digunakan adalah tumpuk bata Lem yang digunakan adalah Epoxy (marine use) Variasi penyatuan sambungan yang digunakan adalah baut dan sekrup Sambungan yang di analisis adalah sambungan antar lunas (hook scarf dan tabled scarf), sambungan lunas-gading dan sambungan gading-balok geladak Standar pengujian menggunakan ASTM D709 Kapal yang dijadikan rujukan adalah kapal ikan 5GT 15 GT? Metodologi TUJUAN Menentukan sambungan yang paling baik untuk tiap bagian konstruksi yang diteliti Mengetahui gambaran proses pengerjaan dan tingkat kesulitan masing-masing sambungan Mengetahui nilai total biaya produksi dan tingkat produktivitas dari tiap konstruksi dan sambungan yang digunakannya Data tentang bambu betung Teknik laminasi Teknik sambungan kapal kayu Lines plan General arrangement Teknis perhitungan biaya PENGUMPULAN DATA PERSIAPAN Pembuatan dan Pengujian Spesimen ALAT Parang/golok Mesin planner Mesin planner tangan Mesin planner sisi Vertical Chainsaw Gergaji Mesin Gerinda potong Alat pres bambu laminasi Pahat tangan Dll BAHAN Bambu betung lebar 1cm, 1.5cm, 2cm, 2.5cm dan 3cm Lem epoxy Union Baut M6 dan M12 Sekrup 6mm dan 12mm Kertas koran B

11 B PEMBUATAN SPESIMEN UJI Pembuatan sambungan konstruksi lunas (hook dan tabled scarf) Pembuatan sambungan lunas dan gading bawah Pembuatan sambungan gading dan balok geladak Metodologi Uji Bending ASTM D 709 σ f = 3PL/2bd 2 ANALISIS TEKNIS PENGUJIAN Analisis dan Pembahasan PERHITUNGAN BIAYA PRODUKSI UNTUK PENGERJAAN KONSTRUKSI LUNAS, GADING DAN BALOK GELADAK UNTUK TIAP VARIASI SAMBUNGAN ANALISIS TEKNIS EKONOMIS DARI TIAP VARIASI SAMBUNGAN PENYUSUNAN TABEL PERBANDINGAN UNTUK TIAP VARIASI SAMBUNGAN DAN JENIS PENGUJIAANNYA PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN SELESAI

12 Metodologi Peralatan dan Bahan Bambu Betung Lem Epoxy Alat Press Lunas Alat Press Gading Sekrup Baut

13 Metodologi Ukuran Konstruksi Ukuran Baut/Sekrup Nama Konstruksi Ukuran Penampang (mm) Ukuran Setelah Skala (mm) Lunas 160 x x120 Gading 60 x 95 - Balok Geladak 90 x 90 - Diameter Baut, Sekrup dan Paku Keling Lunas, linggi dan lutut linggi dengan wrang Lajur lunas dengan wrang, galar balok dengan gading dan balok geladak, tutup sisi geladak dengan balok geladak, sambungansambungan lunas Sambungan lunas dalam, galar kim dengan gadinggading mm mm mm

14 Metodologi Bentuk Spesimen 1. Hook Scarf 2. Tabled Scarf 3. Lunas Gading 4. Balok Geladak-Gading

15 Proses Pembuatan Spesimen Metodologi

16 Proses Pembuatan Spesimen Metodologi

17 Proses Pembuatan Spesimen Metodologi

18 Metodologi Pengujian Hook Scarf Baut Tabled Scarf Sekrup Hook Scarf Sekrup Tabled Scarf Baut

19 Metodologi Pengujian Hook Scarf Baut Baut Sekrup Hook Scarf Sekrup

20 Grafik Pengujian Hook Scarf Baut Sambungan Lunas-Gading Baut Hook Scarf Sekrup Sambungan Balok Geladak-Gading Sekrup

21 Analisis & Pembahasan Hasil Pengujian Sambungan Antar Lunas No. Nama Panjang Lebar Tebal Beban Maksimum Defleksi Jarak Tumpuan Tipe Tipe (mm) (mm) (mm) (N) (mm) (mm) Sambungan Fastening p b h P y L σ f (Mpa) σ f rata2 (Mpa) 1 Spesimen 1 Hook Scarf Baut ,77 2 Spesimen 2 Hook Scarf Baut ,5 62,77 68,25 3 Spesimen 3 Hook Scarf Baut ,5 72,21 4 Spesimen 4 Tabled Scarf Baut ,63 5 Spesimen 5 Tabled Scarf Baut ,93 59,31 6 Spesimen 6 Tabled Scarf Baut ,38 7 Spesimen 7 Hook Scarf Sekrup ,29 8 Spesimen 8 Hook Scarf Sekrup ,67 57,69 9 Spesimen 9 Hook Scarf Sekrup ,10 10 Spesimen 10 Tabled Scarf Sekrup ,55 11 Spesimen 11 Tabled Scarf Sekrup ,5 65,81 62,26 12 Spesimen 12 Tabled Scarf Sekrup ,41 13 Kontrol ,83 14 Kontrol ,45 93,06 15 Kontrol ,88 Hasil perhitungan dengan rumus flexural stress menunjukkan bahwa sambungan hook scarf baut memiliki tegangan lentur tertinggi sebesar 68,25 Mpa

22 Analisis & Pembahasan Hasil Pengujian Sambungan Antar Lunas Tegangan (σ) =Momen (M) / Modulus (W) = N/m 2 = kn/m 2 = Mpa Jika dibandingkan dengan tegangan pada lunas hasil perhitungan diatas prosentase dari masingmasing sambungan adalah sebagai berikut: Hook Scarf Baut Hook Scarf Sekrup Tabled Scarf Baut Tabled Scarf Sekrup Kontrol 115,84 97,91 100,67 105,67 157,94 %

23 Analisis & Pembahasan Hasil Pengujian Sambungan Lunas & Gading No. Nama Panjang Lebar Tinggi Beban Maksimum Defleksi Jarak Tumpuan Tipe (mm) (mm) (mm) (N) (mm) (mm) Fastening p b h P y L σ f (Mpa) 1 Spesimen 1 Baut ,72 2 Spesimen 2 Baut ,63 3 Spesimen 3 Baut , Spesimen 4 Sekrup ,42 5 Spesimen 5 Sekrup ,26 6 Spesimen 6 Sekrup ,37 σ f rata2 (Mpa) 47,72 50,35 Dari hasil perhitungan untuk sambungan lunas dan gading, penggunaan sekrup memiliki tegangan lentur tertinggi sebesar 50,35 Mpa

24 Analisis & Pembahasan Hasil Pengujian Sambungan Lunas & Gading Jika dibandingkan dengan tegangan pada Gading hasil perhitungan diatas, prosentase dari masing-masing sambungan adalah sebagai berikut: Tegangan (σ) = Momen (M) / Modulus (W) = N/m 2 = kn/m 2 = Mpa Lunas-Gading (Baut) Lunas-Gading (Sekrup) 109, ,111 %

25 Analisis & Pembahasan Hasil Pengujian Sambungan Balok Geladak & Gading No. Nama Panjang Lebar Tinggi Beban Maksimum Defleksi Jarak Tumpuan Tipe (mm) (mm) (mm) (N) (mm) (mm) σ Fastening f (Mpa) p b h P y L 1 Spesimen 1 Baut ,21 2 Spesimen 2 Baut ,03 3 Spesimen 3 Baut , Spesimen 4 Sekrup ,02 5 Spesimen 5 Sekrup ,36 6 Spesimen 6 Sekrup ,19 σ f rata2 (Mpa) 23,37 24,86 Hasil pengujian ini menunjukkan perbedaan tipi antara kedua fastening, tetapi nilai sekrup lebih besar dengan nilai 24,86 Mpa

26 Analisis & Pembahasan Hasil Pengujian Sambungan Balok Geladak & Gading Jika dibandingkan dengan tegangan pada Balok Geladak hasil perhitungan diatas, prosentase dari masing-masing sambungan adalah sebagai berikut: Tegangan (σ) =Momen (M) / Modulus (W) = N/m 2 = kn/m 2 = Mpa Balok-Gading (Baut) Balok-Gading (Sekrup) 110,64 117,65 %

27 Analisis & Pembahasan Harga Bambu Harga Bambu Betung 1 pohon (10 m) = Harga bambu per meter = Harga bambu per bilah = Rupiah = = Rupiah Rupiah Laminasi Bambu Jumlah bilah bambu dalam 1m 3 = Dimensi 1 bilah bambu Panjang = 1 m Lebar = 0,03 m Tebal = 0,01 m Volume 1 bilah bambu = Jumlah bilah bambu dalam 1m 3 = Harga bambu per m 3 = Harga 1set epoxy = Luas permukaan yang dapat dilapisi = Jumlah lapisan vertikal dalam 1m 3 = Luas permukaan tiap lapisan = 1m 3 Volume bilah 0,0003 m ,33 bilah 3333 bilah Rupiah Rupiah (hardener & 1kg) 2,23 m 2 /set 100 lapis 1 m Kebutuhan lem epoxy untuk laminasi 1m 3 bambu = Total biaya lem epoxy = = 2, Rupiah 44,84 set Biaya total laminasi 1m 3 bambu = Rupiah

28 Analisis & Pembahasan Perbandingan Bambu Laminasi Dengan Kayu Lainnya No. Item Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m) Volume (m 3 ) Perhitungan Biaya Produksi Lunas dan Gading Kapal 15 GT Bambu Laminasi Prosentase Pengurangan (%) Volume Setelah Prosentase (m 3 ) 1 Lunas 10,46 0,16 0,24 0, ,34 2 Gading 83,72 0,06 0,095 0, ,70 3 Balok Geladak 62,41 0,09 0,09 0, ,42 Total 1,73 Rupiah/m Total Biaya Material No. Item Volume (m 3 ) Lama pengerjaan (hari) 1 Lunas 0,34 21,59 2 Gading 0,70 44,17 3 Balok Geladak 0,42 26,54 Total 65,77 Biaya Tenaga Kerja Total Biaya (pekerja min. 2 org) No. Item Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m) Volume (m 3 ) Perhitungan Biaya Produksi Lunas dan Gading Kapal 15 GT Merbau (Kayu Kelas 2) Prosentase Pengurangan (%) Volume Setelah Prosentase (m 3 ) Rupiah/m 3 Total Biaya Material 1 Lunas 10,46 0,16 0,24 0, , Gading 83,72 0,06 0,095 0, , Balok Geladak 62,41 0,09 0,09 0, , Total 1, No. Item Volume (m 3 ) Lama pengerjaan (hari) Biaya Tenaga Kerja Total Biaya (pekerja min. 2 org) 1 Lunas 0,34 21, Gading 0,70 44, Balok Geladak 0,42 26, Total 65,

29 Analisis & Pembahasan Perbandingan Bambu Laminasi Dengan Kayu Lainnya No. Item Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m) Volume (m 3 ) Perhitungan Biaya Produksi Lunas dan Gading Kapal 15 GT Kayu Jati Prosentase Pengurangan (%) Volume Setelah Prosentase (m 3 ) Rupiah/m 3 Total Biaya Material 1 Lunas 10,46 0,16 0,24 0, , Gading 83,72 0,06 0,095 0, , Balok Geladak 62,41 0,09 0,09 0, , Total 0, No. Item Volume (m 3 ) Lama pengerjaan (hari) Biaya Tenaga Kerja Total Biaya (pekerja min. 2 org) 1 Lunas 0,34 21, Gading 0,70 44, Balok Geladak 0,42 26, Total 65, Untuk membuat konstruksi lunas, gading dan balok geladak kapal 15GT penggunaan bambu laminasi merupakan pilihan termurah dengan total biaya material dengan ongkos pekerja sebesar Rp. 23,706,270 sebagai perbandingan apabila dibangun dengan menggunakan kayu jati harganya akan naik 2 kali lipat atau sebesar Rp. 50,094,780 jika di prosentasekan maka penggunaan bambu laminasi 111,32 persen lebih murah ketimbang kayu jati

30 Analisis & Pembahasan Pengerjaan Fastening Tipe "Hook Scarf" Lama Pembentukan sambungan (menit) 50 Biaya Tenaga Kerja/Hari (Rupiah) Total Biaya (Rupiah) Jumlah Baut/Sekrup Harga/Unit Lem Perekat Total Harga No. Sistem Pengikat Jumlah Sambungan Tiap Sambungan (Rupiah) (Rupiah) (Rupiah) 1 Baut Sekrup Jumlah Baut/Sekrup Lama Pengerjaan Biaya Tenaga Kerja/Hari No. Sistem Pengikat Total Biaya Tiap Sambungan (menit) (Rupiah) 1 Baut Sekrup Tipe "Tabled Scarf" Lama Pembentukan sambungan (menit) Biaya Tenaga Kerja/Hari (Rupiah) Total Biaya (Rupiah) Jumlah Baut/Sekrup Harga/Unit Lem Perekat No. Sistem Pengikat Jumlah Sambungan Total Harga Tiap Sambungan (Rupiah) (Rupiah) 1 Baut Sekrup Jumlah Baut/Sekrup Lama Pengerjaan Biaya Tenaga Kerja/Hari No. Sistem Pengikat Total Biaya Tiap Sambungan (jam) (Rupiah) 1 Baut Sekrup

31 Pengerjaan Fastening Analisis & Pembahasan Lama Pembentukan sambungan (menit) Biaya Tenaga Kerja/Hari (Rupiah) Total Biaya (Rupiah) 30 50,000 25,000 Sambungan Lunas & Gading Jumlah Baut/Sekrup Harga/Unit Lem Perekat No. Sistem Pengikat Jumlah Sambungan Total Harga Tiap Sambungan (Rupiah) (Rupiah) 1 Baut 8,250 9, ,325 2 Sekrup 17,700 19,025 Jumlah Baut/Sekrup Lama Pengerjaan Biaya Tenaga Kerja/Hari No. Sistem Pengikat Total Biaya Tiap Sambungan (menit) (Rupiah) 1 Baut 10 8, ,000 2 Sekrup 25 20,833 Lama Pembentukan sambungan (menit) Biaya Tenaga Kerja/Hari (Rupiah) Total Biaya (Rupiah) 15 50,000 12,500 Sambungan Balok Geladak & Gading Jumlah Baut/Sekrup Harga/Unit Lem Perekat No. Sistem Pengikat Jumlah Sambungan Total Harga Tiap Sambungan (Rupiah) (Rupiah) 1 Baut 8,250 8, Sekrup 17,700 18,009 Jumlah Baut/Sekrup Lama Pengerjaan Biaya Tenaga Kerja/Hari No. Sistem Pengikat Total Biaya Tiap Sambungan (menit) (Rupiah) 1 Baut 10 8, ,000 2 Sekrup 25 20,833

32 Analisis & Pembahasan Perhitungan fastening dan Biaya Total No Tipe Tipe Fastening 1 Hook Scarf 2 Tabled Scarf 4 4 Sambungan Lunas dan Gading Sambungan Balok Geladak dan Gading Biaya Pembentukan Sambungan Kebutuhan Sambungan Total Biaya (Rupiah) Baut 99,222 41,667 Sekrup 147,022 1 Baut 88,351 29,167 Sekrup 136,151 Baut 3,775,963 Sekrup 25, ,707,563 Baut 1,881,136 Sekrup 12, ,285,936 Komponen Biaya (Rupiah) Konstruksi bambu laminasi 23,706,270 Sambungan antar lunas dengan hook scarf-baut 99,222 Sambungan lunas-gading dengan sekrup 5,707,563 Sambungan balok geladak-gading dengan sekrup 3,285,936 Total 32,798,990

33 Teknis Pengerjaan Proses Pembuatan gading adalah proses yang paling sulit dan memakan banyak waktu

34 Teknis Pengerjaan Penggunaan fastening sekrup dalam proses pemasangannya dalah yang paling sulit memerlukan banyak waktu dan tenaga

35 Kesimpulan 1. Sambungan yang mengasilkan nilai tegangan lentur (flexural stress) paling besar diantara yang lain ialah sambungan antar lunas hook scarf dengan fastening baut 68,25Mpa dan perbandingan terhadap tegangan hasil perhitungan manual115,84%, sambungan antara lunas dan gading menggunakan fastening sekrup 50,35 Mpa dan perbandingan terhadap tegangan hasil perhitungan manual 115,11% dan sambungan antara balok geladak dan gading menggunakan fastening sekrup 24,86 Mpa dan perbandingan terhadap tegangan hasil perhitungan manual 117,65%. Variabel yang mempengaruhi besarnya tegangan lentur pada sambungan adalah kualitas bambu betung, kekuatan baut atau sekrup yang digunakan, ukuran ring atau pelat tambahan pada baut atau sekrup dan jenis sambungan itu sendiri.

36 Kesimpulan 2. Proses pengerjaan sambungan antar lunas hook scarf lebih sulit ketimbang tabled scarf ataupun sambungan lain pada konstruksi yang berbeda karena arah sambungan yang memotong miring arah serat bambu yang ulet, sehingga membutuhkan kurang lebih 50 menit untuk satu sambungan. 3. Total biaya produksi konstruksi lunas, gading dan balok geladak berbahan bambu laminasi sebesar Rp. 23,706,270 atau lebih murah ketimbang menggunakan kayu merbau atau kayu jati dan total biaya konstruksi dengan fasteningnya yang optimal menurut hasil perhitungan kekuatan sebesar Rp. 32,798,990.Biaya sambungan yang paling ekonomis adalah tabled scarf serta tipe fastening yang paling ekonomis untuk seluruh sambungan konstruksi adalah baut.

37 Saran 1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk tipe sambungan dan fastening yang berbeda 2. Melakukan penelitian tentang pengaruh penggunaan ring atau pelat 3. Memperhatikan tebal bambu laminasi yang digunakan untuk pembuatan konstruksi sehingga dapat mengurangi penggunaan lem.

38 Sekian dan Terima Kasih