KARAKTERISTIK, KLASSIFIKASI DAN PRINSIP DASAR KEKUATAN KAYU

1.  Sifat  & Karakteristik Kayu  

a.       Sifat-sifat  Phisis  :

q Serat  Kayu

Serat  Kasar  dan  Serat  Halus

Serat Lurus  dan  Serat  Berombak

Serat  Terbuka  dan  Serat  Tertutup

                                         Gambar  1.1

q Susut  Kayu

Arah  Longitudinal  (Memanjang / searah serat)

Arah Radial (Jari-jari/tegak lurus serat Lingk. tahunan)

Arah Tangensial  (menjinggung lingkaran tahunan)

q Kadar Lengas  Kayu

Kayu Kering Oven, Kayu Kering Udara,

Kayu Basah,  Kayu Jenuh Air.

b.       Sifat-sifat  Mekanis

q Sifat Orthotropis

Sifat kayu yang tidak saling tergantung pada arah:

  Longitudinal (Aksial),  Radial  &  Tangensial

(  L,   R  &   T )

q Sifat Elastisitas

Modulus Elastisitas:

( E_L, E_R &   E_T )

Modulus  Kekokohan / Geser:

                                                  ( G_LR, G_LT &   G_RT)

Bilangan  Poisson:

(m_LR, m_LT, m_RL, m_RT, m_TL, m_TR)

2. Klassifikasi Kayu sbgi Bahan Bangunan

v   Kelas Kekuatan                                             à Tabel  1.1.

v   Kelas Keawetan                                            à Tabel  1.2.

v   Kelas  Pemakaian                                          à Tabel  1.3.

v   Mutu  Kayu                                                   à Tabel  1.4.

Tabel  1.1.  Penggolongan Kayu  berdasarkan  Kelas  Kekuatan

Kelas         Kuat	Berat Jenis       Kering Udara	Kokoh  lentur mutlak  (kg/cm2)	Kokoh  tekan  mutlak  (kg/cm2)
I	³  0,90	³  1100	³  650
II	0,90  -  0,60	1100  -  725	650  -  425
III	0,60  -  0,40	725  -  500	425  -  300
IV	0,40  -  0,30	500  -  360	300  -  215
V	£  0,30	£   360	£   215

 

Tabel  1.2.  Penggolongan Kayu  berdasarkan  Kelas  Keawetan

Uraian / Nomor		KELAS  KEAWETAN
		I	II	III	IV	V
KONDISI  KONSTRUKSI	a	8 tahun	5 tahun	3 tahun	Sangat pendek	Sangat pendek
	b	20 tahun	15 tahun	10 tahun	Beberapa tahun	Sangat pendek
	c	Tak terbatas	Tak terbatas	Sangat lama	Beberapa tahun	pendek
	d	Tak terbatas	Tak terbatas	Tak terbatas	Minimum 20 tahun	Maksimum 20 tahun
	e	tidak	Jarang	Agak Cepat	Sangat cepat	Sangat cepat
	f	tidak	tidak	Hampir tidak	Tak seberapa	Sangat Cepat

 

^*) Kondisi  Konstruksi:

Selalu berhubungan dengan tanah lembab.

Hanya terbuka terhadap angin dan iklim, tetapi air tidak masuk di dalamnya.

Di bawah atap, tidak berhubungan dengan tanah lembab  dan  dilindungi terhadap kelengasan.

Seperti  c.  tetapi  dipelihara dengan baik,  seperti:  dicat.

Serangan  rayap.

Serangan oleh kumbang, bubuk kayu.

Tabel  1.3.  Penggolongan Kayu  berdasarkan  Kelas  Pemakaian

Kelas  Pemakaian	Ditetapkan  dari		Keterangan
	Kelas  Keawetan	Kelas Kekuatan
I	I	I	Konstruksi berat,  selalu terkena penga-ruh-pengaruh buruk, seperti: terus me-nerus berada dalam tanah, atau  ter-kena panas matahari, hujan dan  angin.
II	I	II
	II	II
III	III	III	Konstruksi berat yang terlindung berada di bawah atap  dan  tidak berhubungan dengan tanah basah.
IV	IV	IV	Konstruksi ringan yang terlindung berada di bawah atap.
V	V	V	Konstruksi yang bersifat  tidak  permanen.

Tabel  1.4.  Penggolongan Kayu  berdasarkan  Mutu

Uraian	Mutu  A	Mutu  B
a. Kadar lengas	Harus kering udara	Kadar lengas  £  30%
b. Mata kayu	Besarnya mata kayu    £ 1/6  lebar balok  atau  £  3,5  cm	Besarnya mata kayu    £ 1/4  lebar balok  atau  £  5  cm
c. Kandungan wanvlak	Kandungan wanvlak (kayu gubal),   £  1/10  tinggi balok.	Kandungan wanvlak (kayu gubal),   £  1/10  tinggi balok.
d. Kemiringan arah serat	Kemiringan arah serat,           tg  a  £ 1/10	Kemiringan arah serat,           tg  a  £ 1/7
e. Retak-retak	Retak-retak arah radial  £ 1/4 tebal kayu  dan  terhdp  ling-karan tumbuh £ 1/5 tebal kayu	Retak-retak arah radial  £ 1/3 tebal kayu  dan  terhdp  ling-karan tumbuh £ 1/4 tebal kayu

3.  Modulus Elastisitas dan Tegangan Izin  Kayu                                                                                                 

Tabel  1.5.  Modulus  Elastisitas  (PKKI’1961)                                                                                           

MODULUS ELASTISITAS (kg/cm2)		Kelas  Kuat
		I	II	III	IV	JATI
Modulus Elastisitas, sejajar serat,	E	125.000	100.000	80.000	60.000	100.000

Tabel  1.6.  Tegangan  Ijin  Kayu  (PKKI’1961)                                                     Kayu  Mutu  A

TEGANGAN (kg/cm2)		Kelas  Kuat
		I	II	III	IV	Jati
Tegangan Lentur Ijin	`slt	150	100	75	50	130
Tegangan Tekan Ijin, sejajar serat	`stk//	130	85	60	45	110
Tegangan Tarik  Ijin, sejajar serat	`str//	130	85	60	45	110
Tegangan Tekan Ijin, tegak lurus serat	`stk┴	40	25	15	10	30
Tegangan Geser Ijin, sejajar serat	`t//	20	12	8	5	15

Faktor Reduksi :

Ø  Tegangan-tegangan ijin pada tabel 1.6. di atas, berlaku untuk kayu mutu “A”,  konstruksi terlindung  &  menerima pembebanan tetap.

Ø  Kayu  mutu  “B”  berlaku  faktor reduksi  0,75.

Ø  Konstruksi yang selalu terendam dalam air atau konstruksi tidak terlindung  dan  kadar lengas selalu tinggi, berlaku faktor  2/3.

Ø  Untuk konstruksi yang  tidak terlindung tetapi  kayu dapat mengering dengan cepat, berlaku faktor  5/6.

Ø  Untuk konstruksi yang memikul beban tetap dan beban tidak tetap atau beban angin,  berlaku  faktor  5/4.

Korelasi  Berat Jenis  vs  Tegangan Ijin  Kayu :                                                       (PKKI’1961)

Ø  Tegangan-tegangan ijin merupakan fungsi dari berat jenis kayu (g) kering udara (kadar lengas .± 15%), diberikan korelasi sbb. :

¨     `s<sub>lt</sub>                            =    170 g ;       `s_tkL                                =   40 g

¨     `s<sub>tk//</sub>   = `s_tr//        =    150 g  ;      `t//                                   =   20 g

Ø  Jika suatu jenis kayu masuk dalam beberapa kategori klas kuat, maka tegangan-tegangan izin  dapat ditentukan berdasarkan berat jenis kayu kering udara  ( kadar lengas  .± 15% ).

Standar Nasional Indonesia:

Kode Mutu	Modulus Elastisitas Lentur (Ew)	Kuat Lentur (Fb)	Kuat Tarik Sejajar Serat (Ft)	Kuat  Tekan Sejajar Serat (Fc)	Kuat Geser (Fv)	Kuat Tekan TegakLurus Serat (Fc┴)
E26 E25 E24 E23 E22 E21 E20 E19 E18 E17 E16 E15 E14 E13 E12 E11 E10	25000 24000 23000 22000 21000 20000 19000 18000 17000 16000 15000 14000 13000 12000 11000 10000   9000	66 62 59 56 54 50 47 44 42 38 35 32 30 27 23 20 18	60 58 56 53 50 47 44 42 39 36 33 31 28 25 22 19 17	46 45 45 43 41 40 39 37 35 34 33 31 30 28 27 25 24	6.6 6.5 6.4 6.2 6.1 5.9 5.8 5.6 5.4 5.4 5.2 5.1 4.9 4.8 4.6 4.5 4.3	24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 11 10   9

Cara menghitung/mendapatkan nilai di atas dilakukan seperti berikut

(cara melalui perhitungan berat jenis):

Ø  Hitung berat jenis pada m%  (Gm) dengan rumus:

Gm= ῥ/{1.000 (1+m/100)} dengan ῥ =kerapatran, m=kadar air <30%

Ø  Hitung berat jenis dasar (Gb) dengan rumus:

Gb = Gm/ {1+ 0,265 a Gm } dengan a =( 30-m)/30

Ø  Hitung berat jenis pada kadar air 15% (G15) dengan rumus:

G15 = Gb/ (1- 0,133 Gb )

Ø  Hitung estimasi kuat acuan berdasarkan berat jenis pada kadar air 15%  dengan rumus:

Modulus Elastisitas Lentur, Ew (MPa) = 16.000 G^0,7

Ø  Untuk kayu dengan berbagai mutu dihitung dengan mengalikan nilai rasio tahanan yakni mutu A = 0,8, mutu B = 0,63, dan mutu  C = 0,50 dengan estimasi nilai modulus elastisitas lentur acuan  

 Penggolongan Kayu  berdasarkan  Mutu (SNI)

Macam Cacat	Mutu A	Mutu B	Mutu C
a. Mata Kayu    - Terletak di       muka lebar    - Terletak di       muka sempit b. Retak c. Pingul d. Arah serat e. Saluran damar f.Gubal                   g.Lubang serangga h.Cacat lain (lapuk,hati rapuh, retak me- lintang)	1/6 lebar kayu 1/8 lebar kayu 1/5 lebar kayu 1/10 tebal atau lebar kayu 1 : 13 1/5 tebal kayu eksudasi tidak diperkenankan Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda- tanda serangga hidup Tidak diperkenankan	1/4 lebar kayu 1/6 lebar kayu 1/6 lebar kayu 1/6 tebal atau lebar kayu 1 : 9 2/5 tebal kayu Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda- tanda serangga hidup Tidak diperkenankan	1/2 lebar kayu 1/4 lebar kayu 1/2 lebar kayu 1/4 tebal atau lebar kayu 1 : 6 ½ tebal kayu Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda- tanda serangga hidup Tidak diperkenankan