BAB I PENDAHULUAN 1.1. UMUM DAN LATAR BELAKANG Sejak permulaan sejarah, manusia telah berusaha memilih bahan yang tepat untuk membangun tempat tinggalnya dan peralatan-peralatan yang dibutuhkan. Pemilihan atas suatu bahan konstruksi tergantung dari sifat-sifat teknis, ekonomis dan dari segi keindahan. Salah satu dari bahan tersebut adalah kayu. Kayu merupakan bahan konstruksi yang dapat diperoleh langsung dari alam. Bahan konstruksi pada saat ini juga mengalami peningkatan diantaranya ditemukannya beton ataupun baja yang mampu menahan kekuatan tarik dan tekan tanpa memerlukan volume yang besar. Akan tetapi hal itu tidak membuat kayu dilupakan orang karena dari segi manfaatnya bagi kehidupan manusia kayu dinilai memiliki sifat-sifat utama, diantaranya karena kayu merupakan sumber kekayaan alam yang tidak akan habis-habisnya apabila dikelola dan diusahakan dengan cara baik. Disamping itu sifat kayu yang memiliki sifat elastis, awet dan mempunyai ketahanan terhadap pembebanan yang tegak lurus dengan serat kayunya dan sifat-sifat yang seperti ini tidak dimiliki oleh bahan-bahan yang lain yang dibuat oleh manusia. Bentuk struktur kayu bersifat Anisotropi, dimana sifat-sifatnya elastis tergantung dari arah gaya terhadap arah serat-serat dan cincin-cincin pertumbuhan. Tetapi untuk keperluan praktis kayu dapat dianggap bersifat orthotropis, yang artinya mmempunyai tiga bidang simetri elastis yang tegak lurus satu pada yang lain yaitu longitudinal (aksial), tangensial dan radial. Dimana sumbu longitudinal (aksial) adalah sejajar serat-serat, sumbu tangensial adalah garis singgung cincin pertumbuhan dan sumbu radial adalah tegal lurus pada cincin-cincin pertumbuhan. Dengan meningkatnya perkembangan teknologi dewasa ini manusia cenderung membuat bahan-bahan kayu lebih terarah dengan memanfaatkan bahan kayu menjadi kayu lapis yang sangat berguna di dalam berbagai penggunaan kayu umumnya dan kehidupan manusia khususnya. Kayu lapis (plywood) adalah bahan buatan dengan ukuran tertentu yang terbuat dari berbagai lapisan finir yang
jumlahnya ganjil dipasang dengan arah serat bersilangan saling tegak lurus, kemudian direkat menjadi satu pada tekanan tinggi dengan perekat khusus sesuai tujuan penggunaan kayu lapis. Fingir adalah lembaran kayu yang tipis dari 0.24 mm sampai 6.00 mm yang diperoleh dari penyayatan (pengupasan) kayu. Kayu lapis dengan tiga lapisan disebut tripleks atau three-ply, lapis 5 (5 ply), lapis 7 (7 ply), lapis 9 (9 ply). Lapis 5 dan selebihnya disebut pula multipleks atau multiply. Dalam pengujian ini digunakan multipleks yang disusun berlapis sedemikian sehingga membentuk satu balok dengan tinggi rencana 60 mm dan lebar rencana 40 mm dan panjang rencana 2000 mm. Pengujian dengan kayu lapis ini dilakukan karena kayu lapis memiliki beberapa keuntungan dibanding papan kayu biasa. Antara lain tidak mudah melengkung dan kuat. Balok pada konstruksi kayu adalah gabungan dari elemen tarik dan elemen tekan. Balok umumnya dipandang sebagai batang yang terutama memikul beban gravitasi transfersal, termasuk momen ujung dan menempati posisi penting didalam sistem struktur bangunan. Kegagalan dari konstruksi balok akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengan balok tersebut. Hal ini dapat dipengaruhi penurunan dan pencapaian kekuatan lentur maksimum yang dapat diperkecil salah satunya adalah dengan menggunakan paku sebagai penghubung geser. Dalam analisa perencanaan suatu konstruksi beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah batang memikul tarik, tekan, momen atau kombinasinya. Pada umumnya balok pada suatu konstruksi hanya mengalami kombinasi momen dengan tekan. Banyak orang yang telah mengemukakan teori tentang konstruksi terlentur berdasarkan penyelidikan di laboratorium dimana perubahan bentuk pada balok-balok yang terlentur telah diukur. Sehingga penulis ingin mengetahui sejauh mana keakuratan dan efisiennya, dengan didukung oleh adanya alat penguji konstruksi terlentur di laboratorium beton. 1.2. TUJUAN PENELITIAN Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1.2.1. Mendapatkan Mechanical Properties yakni Kadar Air, Berat Jenis, Elastisitas Kayu, Tegangan Tekan Ijin sejajar kayu, Kuat Geser dan Tegangan Lentur ijin dari kayu yang digunakan
1.2.2. Melakukan perhitungan secara analitis balok bersusun yang menggunakan shear connector, dengan metode energi dan menggunakan variasi jarak shear connector seperti pada percobaan di laboratorium 1.2.3. Mengamati dan membandingkan lendutan yang diperoleh dari perhitungan analitis dengan hasil pengujian di laboratorium 1.2.4. Mengamati dan membandingkan daya dukung balok dari kayu utuh dan kayu lapis sampai pada kondisi runtuh 1.3. PERUMUSAN MASALAH Kayu-kayu yang beredar di pasaran sebagian besar berasal dari hutan alam yang dikelompokkan atas jenis-jenis komersial seperti kamper, bangkirai, keruing, kayu campuran (borneo). Karena kecepatan antara pemanenan dan penanaman tidak seimbang, menyebabkan pasokan kayu dari hutan alam kian menurun baik volume maupun mutunya yang mengakibatkan harga kayu menjadi relatif mahal. Akan tetapi, balok monolit memiliki keterbatasan dari segi dimensi. Sangat sulit mendapatkan kayu monolit dengan dimensi yang besar. Berdasarkan latar belakang masalah yang ada, melalui penelitian ini ingin dikembangkan analisis kekuatan balok monolit dari kayu lapis. Kayu lapis ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi dalam menangani masalah keterbatasan dimensi balok monolit. Akhir dari penelitian ini untuk mengetahui seberapa besar perbandingan daya dukung antara balok yang disusun dari kayu lapis dengan balok monolit/dari kayu utuh dengan mutu kayu, dimensi serta perlakuan yang sama (gambar 1.1)
Gambar 1.1 Detail pengujian balok kayu 1.4. PEMBATASAN MASALAH Mengingat luasnya ruang lingkup yang timbul dan keterbatasan alat uji, maka penulis memcoba membuat pembatasan masalah yang akan dibahas, yaitu: 1.4.1. Kayu bersifat linier elastis sesuai hukum Hooke 1.4.2. Pembebanan yang dialami oleh balok kayu adalah pembebanan terpusat 1.4.3. Perletakan yang ditinjau adalah perletakan sendi-sendi 1.4.4. Kayu yang digunakan adalah jenis kayu sembarang dan kayu lapis tebal 20 mm dengan mutu A 1.4.5. Penampang batang balok kayu yang diuji adalah kayu lapis yang disusun dengan perencanaan sambungan penggunakan paku 1.4.6. Pengaruh gesekan antara lapisan balok pada balok bersusun diabaikan 1.4.7. Balok kayu yang digunakan adalah balok langsing dimana panjang batang jauh lebih besar dari lebar dan tinggi balok 1.4.8. Jumlah lapisan balok bersusun adalah 3 (tiga lapis) 1.4.9. Analisa perhitungan berdasarkan syarat-syarat pada PKKI NI-5 2002 dan metode energi Rayleigh-Ray 1.4.10. Jumlah sampel adalah 4 (empat) sampel dengan ukuran penampang untuk keempat kondisi adalah sama, dimana ukuran penampang adalah:
1.4.10.1. Ukuran penampang untuk kondisi pengujian balok bersusun dari kayu lapis (setebal 20 mm) dan kayu utuh dibuat dengan dimensi lebar 4 cm dan tinggi 6 cm 1.4.10.2. Panjang batang yang diuji disesuaikan dengan panjang kayu yang tersedia di pasar yaitu 2000 mm 1.5. METODELOGI PENELITIAN Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah dengan menggunakan beberapa cara pendekatan yaitu: 1.5.1. Pengujian Physical dan Mechanical properties kayu dengan British Method untuk mendapatkan: 1.5.1.1. Kadar Air kayu yang digunakan 1.5.1.2. Berat Jenis kayu yang digunakan 1.5.1.3. Elastisitas kayu lentur 1.5.1.4. Tegangan tekan izin sejajar serat kayu 1.5.1.5. Tegangan lentur izin 1.5.2. Pengujian lentur balok kayu utuh dan balok kayu bersusun dari kayu lapis 1.5.3. Pada perhitungan secara analitis metode energi dan pengujian di laboratorium akan dilakukan dengan 4 macam model dengan ukuran seperti tertulis di atas, namun dengan perbedaan variasi jumlah dan jarak shear connector yang direncanakan sebagai berikut: Tabel 1.1 Variasi shear connector VARIASI SHEAR CONNECTOR Nama Sampel B.5 B.10 B.15 Jumlah paku 5 10 15 Jarak paku Ø2,5-48,5 cm Ø2,5-22 cm Ø2,5-14 cm