8.1.2. Pengeringan Kayu
Kayu
baru tebang memiliki kadar air yang tinggi, 200% - 300%. Setelah
ditebang kandungan air tersebut berangsur berkurang karena menguap.
Mulanya air bebas atau air di luar serat (free water) yang menguap.
Penguapan ini masih menyisakan 25% - 35% kandungan air. Selanjutnya
penguapan air dalam serat (bound water). Kayu dapat di keringkan melalui
udara alam bebas selama beberapa bulan atau dengan menggunakan dapur
pengering (kiln). Kayu dapat dikeringkan ke kadar sesuai permintaan.
Kadar air kayu untuk kuda - kuda biasanya harus kurang dari atau sama
dengan 19 persen. Kadang diminta kadar air kayu hingga 15% (MC 15).
Namun karena kayu bersifat higroskopis, pengaruh kelembaban udara
sekitar kayu akan mempengaruhi kadar air kayu yang akan mempengaruhi
kembang susut kayu dan kekuatannya.
8.1.3. Pengawetan Kayu
Proses
ideal olah produk kayu selanjutnya adalah pengawetan. Pengawetan dapat
dilakukan dengan cara merendam atau mencuci dengan maksud membersihkan
zat makanan dalam kayu agar tidak diserang hama. Sedangkan cara lain adalah dengan pemberian bahan kimia melalui perendaman dan cara coating atau pengecatan.
8.1.4. Cacat Kayu
Pada
sebuah batang kayu, terdapat ketidak teraturan struktur serat yang
disebabkan karakter tumbuh kayu atau kesalahan proses produksi. Ketidak
teraturan atau cacat yang umum adalah mata kayu, yang merupakan
sambungan cabang pada batang utama kayu. Mata kayu ini kadang berbentuk
lubang karena cabang tersambung busuk atau lapuk atau diserang hama atau serangga. Cacat ini sudah tentu mengurangi kekuatan kayu dalam menerima beban konstruksi.
Cacat
akibat proses produksi umumnya disebabkan oleh kesalahan penggergajian
dan proses pengeringan penyusutan. Cacat ini dapat berupa retak,
crooking, bowing, twisting (baling), cupping dan wane (tepian batang bulat) karena penggergajian yang terlalu dekat dengan lingkaran luar kayu.
8.2. Penggolongan Produk Kayu di Pasaran
Saat
ini produk kayu sangat beragam. Produk kayu solid/asli umumnya berupa
kayu gergajian baik berupa balok maupun papan. Sedangkan produk kayu
buatan dapat merupa vinir (veneer), papan lapis, triplek/plywood/multiplek dan bahkan kayu laminasi (glue laminated timber).
8.2.1. Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia
Secara
singkat peraturan ini dimaksudkan untuk memberikan acuan baku terkait
dengan aturan umum, aturan pemeriksaan dan mutu, aturan perhitungan,
sambungan dan alat sambung konstruksi kayu hingga tahap pendirian
bangunan dan persyaratannya. Pada buku tersebut juga telah dicantumkan
jenis dan nama kayu Indonesia, indeks sifat kayu dan klasifikasinya,
kekuatan dan keawetannya.
8.2.2. Klasifikasi Produk Kayu
Penggolongan
kayu dapat ditinjau dari aspek fisik, mekanik dan keawetan. Secara
fisik terdapat klasifikasi kayu lunak dan kayu keras. Kayu keras
biasanya memiliki berat satuan (berat jenis) lebih tinggi dari kayu
lunak. Klasifikasi fisik lain adalah terkait dengan kelurusan dan mutu
muka kayu. Terdapat mutu kayu di perdagangan A, B dan C yang merupakan
penggolongan kayu secara visual terkait dengan kualitas muka (cacat atau
tidak) arah - pola serat dan kelurusan batang. Kadang klasifikasi ini
menerangkan kadar air dari produk kayu.
- Besar mata kayu maksimum 1/6 lebar kecil tampang / 3,5 cm
- Tak boleh mengandung kayu gubal lebih dari 1/10 tinggi balok
- Miring arah serat maksimum adalah 1/7
- Retak arah radial maksimum 1/3 tebal dan arah lingkaran tumbuh 1/4 tebal kayu
- Kayu mutu kering udara 15% - 30%
- Besar mata kayu maksimum 1/4 lebar kecil tampang / 5 cm
- Tak boleh mengandung kayu gubal lebih dari 1/10 tinggi balok
- Miring arah serat maksimum adalah 1/10
- Retak arah radial maksimum ¼ tebal dan arah lingkaran tumbuh 1/5 tebal kayu
- Konsekuensi
dari kelas visual B harus memperhitungkan reduksi kekuatan dari mutu A
dengan faktor pengali sebesar 0.75 (PKKI, 1961, pasal 5)
8.2.3. Kelas Kuat Kayu
Sebagaimana
di kemukakan pada sifat umum kayu, kayu akan lebih kuat jika menerima
beban sejajar dengan arah serat dari pada menerima beban tegak lurus
serat. Ini karena struktur serat kayu yang berlubang. Semakin rapat
serat, kayu umumnya memiliki kekuatan yang lebih dari kayu dengan serat
tidak rapat. Kerapatan ini umumnya ditandai dengan berat kayu persatuan
volume / berat jenis kayu. Ilustrasi arah kekuatan kayu dapat
ditunjukkan pada Gambar 8.7. dan Gambar 8.8.
Angka
kekuatan kayu dinyatakan dapan besaran tegangan, gaya yang dapat
diterima per satuan luas. Terhadap arah serat, terdapat kekuatan kayu
sejajar (//) serat dan kekuatan kayu tegak lurus (⊥) serat yang masing -
masing memilki besaran yang berbeda. Terdapat pula dua macam besaran
tegangan kayu, tegangan absolute / uji lab dan tegangan ijin untuk
perancangan konstruksi. Tegangan ijin tersebut telah memperhitungkan
angka keamanan sebesar 5 - 10. Dalam buku Peraturan Konstruksi Kayu
Indonesia (PKKI - NI - 5) tahun 1961, kayu di Indonesia diklasifikasikan
ke dalam kelas kuat I (yang paling kuat), II, III, IV (paling lemah). Tabel 8.1, menunjukkan kelas berat jenis kayu dan besaran kuat kayu.
8.2.4. Kelas Awet
Berdasarkan
pemakaian, kondisinya dan perlakuannya, kayu dibedakan atas kelas awet I
(yang paling awet) – V (yang paling tidak awet). Kondisi kayu dimaksud
adalah lingkungan/tempat kayu digunakan sebagai batang struktur.
Sedangkan perlakuan meliputi pelapisan/tindakan lain agar kayu
terhindar/terlindungi dari kadar air dan ancaman serangga. Tabel kelas awet dan kondisinya dapat dikemukakan dalam Tabel 8.2.
8.3. Sistem Struktur dan Sambungan dalam Konstruksi Kayu
Hampir
semua sistem struktur yang menggunakan kayu sebagai material dasar
dapat dikelompokkan ke dalam elemen linear yang membentang dua arah.
Susunan hirarki sistem struktur ini adalah khusus.
RANGKA RINGAN.
Sistem
struktur joists ringan pada Gambar 8.9(a) adalah konstruksi kayu yang
paling banyak digunakan pada saat ini. Sistem joists lanta terutama
sangat berguna untuk beban hidup ringan yang terdistribusi merata dan
untuk bentang yang tidak besar. Kondisi demikian umumnya dijumpai pada
konstruksi rumah. Joists pada umumnya menggunakan tumpuan sederhana
karena untuk membuat tumpuan vang dapat menahan momen diperlukan
konstruksi khusus. Pada umumnya, lantai dianggap tidak monolit dengan
joists kecuali apabila digunakan konstruksi khusus yang menyatukannya.
Sistem
tumpuan vertikal yang umum digunakan adalah dinding pemikul beban yang
dapat terbuat dari bata atau dari susunan elemen kayu (plywood). Dalam
hal yang terakhir ini, tahanan lateral pada susunan struktur secara
keseluruhan terhadap beban horizontal diperoleh dengan menyusun dinding
berlapisan plywood yang berfungsi sebagai bidangbidang geser. Struktur
demikian pada umumnya dibatasi hanya sampai tiga atau empat lantai.
Pembatasan ini tidak hanya karena alasan kapasitas pikul bebannya,
tetapi juga karena persyaratan keamanan terhadap kebakaran yang umum
diberikan pada peraturan-peraturan mengenai gedung. Karena setiap elemen
pada sistem struktur ini diletakkan di tempatnya secara individual,
maka banvak fleksibilitas dalam penggunaan sistem tersebut, termasuk
juga dalam merencanakan hubungan di antara elemen-elemennya.
ELEMEN KULIT BERTEGANGAN (STRESSED SKIN ELEMENTS).
Elemen
kulit bertegangan tentu saja berkaitan dengan sistem joists standar
[lihat Gambar 8.9(b)]. Pada elemen-elemen ini, kayu lapis
disatukan dengan balok memanjang sehingga sistem ini dapat. berlaku
secara integral dalam molekul lentur. Dengan demikian, sistem yang
diperoleh akan bersifat sebagai plat.
Kekakuan sistem ini juga
meningkat karena adanya penyatuan tersebut. Dengan demikian, tinggi
struktural akan lebih kecil dibandingkan dengan sistem joist standar.
Elemen kulit bertegangan ini pada umumnya dibuat tidak di lokasi, dan
dibawa ke lokasi sebagai modul-modul. Kegunaannya akan semakin meningkat
apabila modul-modul ini dapat dipakai secara berulang. Elemen demikian
dapat digunakan pada berbagai struktur, termasuk juga sistem plat lipat
berbentang besar.
BALOK BOKS.
Perilaku yang
diberikan oleh kotak balok dari kayu lapis [lihat Gambar 8.9(c)]
memungkinkan penggunaannya untuk berbagai ukuran bentang dan kondisi
pembebanan. Sistem yang demikian sangat berguna pada situasi bentang
besar atau apabila ada kondisi beban yang khusus. Balok boks dapat
secara efisien mempunyai bentang lebih besar daripada balok homogen
maupun balok berlapis. KONSTRUKSI KAYU BERAT Sebelum sistem joists
ringan banyak digunakan, sistem balok kayu berat dengan papan
transversal telah banyak digunakan [lihat Gambar 8.9(e)]. Balok kayu
berlapisan sekarang banyak digunakan sebagai alternatif dari balok
homogen. Sistem demikian dapat mempunyai kapasitas pikul beban dan
bentang lebih besar daripada sistem joist. Sebagai contoh, dengan balok
berlapisan, bentang yang relatif besar adalah mungkin karena tinggi
elemen struktur dapat dengan mudah kita peroleh dengan menambah lapisan.
Elemen demikian umumnya bertumpuan sederhana, tetapi kita dapat juga
memperoleh, tumpuan yang mampu memikul momen dengan menggunakan
konstruksi khusus.
RANGKA BATANG
Rangka batang kayu
merupakan sistem berbentang satu arah yang paling banyak digunakan
karena dapat dengan mudah menggunakan banyak variasi dalam konfigurasi
dan ukuran batang. Rangka batang dapat dibuat tidak secara
besar-besaran, tetapi dapat dibuat secara khusus untuk kondisi beban dan
bentang tertentu. Sekalipun demikian, kita juga. membuat rangka batang
secara besar-besaran (mass production). Rangka batang demikian umumnya
digunakan pada situasi bentang tidak besar dan beban ringan. Rangka
batang tnissed rafter pada Gambar 8.9(g) misalnya, banyak digunakan
sebagai konstruksi atap pada bangunan rumah. Sistem yang terlihat pada
Gambar 8.9(b) analog dengan balok baja web terbuka dan berguna untuk
situasi bentang besar (khususnya untuk atap). Sistem penumpu vertikal
pada struktur ini umumnya berupa dinding batu atau kolom kayu. Tahanan
terhadap beban lateral pada struktur ini umumnya diperoleh dengan
menggunakan dinding tersebut sebagai bidang geser. Apabila bukan
dinding, melainkan kolom yang digunakan, pengekang (bracing) dapat pula
digunakan untuk meningkatkan kestabilan struktur terhadap beban lateral.
Peningkatan kestabilan dengan menggunakan titik hubung kaku dapat saja
digunakan untuk struktur rendah, tetapi hal ini jarang dilakukan.
PLAT LIPAT DAN PANEL PELENGKUNG
Banyak
struktur plat lengkung atau plat datar yang umumnya berupa elemen
berbentang satu, yang dapat dibuat dari kayu. Kebanyakan
struktur tersebut menggunakan kayu lapis. Gambar 8.9(j) dan (k)
mengilustrasikan dua contoh struktur itu.
PELENGKUNG
Bentuk
pelengkung standar dapat dibuat dari kayu. Elemen berlapisan paling
sering digunakan. Hampir semua bentuk pelengkung dapat dibuat dengan
menggunakan kayu. Bentang yang relatif panjang dapat saja diperoleh.
Struktur-struktur ini umumnya berguna sebagai atap saja. Kebanyakan
bersendi dua atau tiga, dan tidak dijepit.
LAMELLA
Konstruksi
lamella merupakan suatu cara untuk membuat permukaan lengkung tunggal
atau ganda dari potongan-potongan kecil kayu [lihat Gambar 8.9(l)].
Konstruksi yang menarik ini dapat digunakan untuk membuat permukaan
silindris berbentang besar, juga untuk struktur kubah. Sistem ini sangat
banyak digunakan, terutama pada struktur atap.
UKURAN ELEMEN
Gambar
8.10 mengilustrasikan kira-kira batas-batas bentang untuk berbagai
jenis struktur kayu. Bentang "maksimum" yang diperlihatkan pada diagram
ini bukanlah bentang maksimum yang mungkin, melainkan batas bentang
terbesar yang umum dijumpai. Batasan bentang minimum menunjukkan bentang
terkecil yang masih ekonomis. Juga diperlihatkan kira-kira batas-batas
tinggi untuk berbagai bentang setiap sistem. Angka yang kecil
menunjukkan tinggi minimum yang umum untuk sistem yang bersangkutan dan
angka lainnya menunjukkan tinggi maksimumnya. Tinggi sekitar L/20,
misalnya, mengandung arti bahwa elemen struktur yang bentangnya 16 ft
(4,9 m) harus mempunyai tinggi sekitar 16 ft/20 = 0,8 ft (0,24 m).
Kolom kayu pada umumnya mempunyai perbandingan tebal terhadap
tinggi (t/h) bervariasi antara 1 : 25 untuk kolom yang dibebani
tidak besar dan relatif pendek, atau sekitar 1 : 10 untuk kolom yang
dibebani besar pada gedung bertingkat, Dinding yang dibuat dari
elemen-elemen kayu mempunyai perbandingan t/h bervariasi dari I : 30
sampai I : 15.
8.3.1. Produk Alat Sambung untuk Struktur Kayu
a) Alat Sambung Paku
Paku
merupakan alat sambung yang umum dipakai dalam konstruksi maupun
struktur kayu. Ini karena alat sambung ini cukup mudah pemasangannya.
Paku tersedia dalam berbagai bentuk, dari paku polos hingga paku ulir.
Spesifikasi produk paku dapat dikenali dari panjang paku dan diameter
paku. Ilustrasi produk paku ditunjukkan pada Gambar 8.11.
terhadap
karat dan noda. Dengan begitu tampilan paku dapat dipertahankan. Namun
adanya coating tersebut menyebabkan kuat cabut paku berkurang karena
kehalusan coating tersebut.
Ujung
Paku. Ujung paku dengan bagian runcing yang relatif panjang umumnya
memiliki kuat cabut yang lebih besar. Namun ujung yang runcing bulat
tersebut sering menyebabkan pecahnya kayu terpaku. Ujung yang tumpul
dapat mengurangi pecah pada kayu, namun karena ujung tumpung tersebut
merusak serat, maka kuat cabut paku pun akan berkurang pula.
Kepala
paku. Kepala paku badap berbentuk datar bulat, oval maupun kepala benam
(counter sunk) umumnya cukup kuat menahan tarikan langsung. Besar
kepala paku ini umumnya sebanding dengan diameter paku. Paku kepala
benam dimaksudkan untuk dipasang masuk – terbenam dalam kayu.
Pembenaman
Paku. Paku yang dibenam dengan arah tegak lurus serat akan memiliki
kuat cabut yang lebih baik dari yang dibenam searah serat . Demikian
halnya dengan pengaruh kelembaban. Setelah dibenam dan mengalami
perubahan kelembaban, paku umumnya memiliki kuat cabut yang lebih besar
dari pada dicabut langsung setelah pembenaman. Jarak Pemasangan Paku.
Jarak paku dengan ujung kayu, jarak antar kayu, dan jarak paku terhadap
tepi kayu harus diselenggarakan untuk mencegah pecahnya kayu. Secara
umum, paku tak diperkenankan dipasang kurang dari setengah tebal kayu
terhadap tepi kayu, dan tak boleh kurang dari tebal kayu terhadap ujung.
Namun untuk paku yang lebih kecil dapat dipasang kurang dari jarak
tersebut.
Kuat cabut paku
Gaya cabut maksimum yang dapat ditahan oleh paku yang ditanam
tegak lurus terhadap serat dapat dihitung dengan pendekatan rumus berikut.
P = 54.12 G5/2 DL (Metric: kg)
P = 7.85 G5/2 DL (British: pound) (8.1)
Dimana : P = Gaya cabut paku maksimum
L = kedalaman paku dalam kayu (mm, inc.)
G = Berat jenis kayu pada kadar air 12 %
D = Diameter paku (mm, inch.)
Kuat lateral paku
Pada
batang struktur, pemasangan paku umumnya dimaksudkan untuk menerima
beban beban tegak lurus/lateral terhadap panjang paku. Pemasangan alat
sambung tersebut dapat dijumpai pada struktur kuda-kuda papan kayu. Kuat
lateral paku yang dipasang tegak lurus serat dengan arah gaya lateral
searah serat dapat didekati dengan rumus berikut
P = K D2 (8.2)
Dimana: P = Beban lateral per paku
D = Diameter paku
K = Koefisien yang tergantung dari karakteristik jenis kayu.
b) Alat sambung sekerup
Sekrup
hampir memiliki fungsi sama dengan paku, tetapi karena memiliki ulir
maka memiliki kuat cabut yang lebih baik dari paku. Terdapat tiga bentuk
pokok sekerup yaitu sekerup kepala datar, sekerup kepala oval dan
sekerup kepala bundar. Dari tiga bentuk tersebut, sekerup
kepala datarlah yang paling banyak ada di pasaran. Sekerup kepala oval
dan bundar dipasang untuk maksud tampilan–selera. Bagian utama
sekerup terdiri dari kepala, bagian benam, bagian ulir dan inti ulir.
Diameter inti ulir biasanya adalah 2/3 dari diameter benam. Sekerup
dapat dibuat dari baja, alloy, maupun kuningan diberi lapisan/coating
nikel, krom atau cadmium.
Ragam produk sekerup dapat ditunjukkan pada Gambar 8.12 berikut.
Kuat Cabut Sekerup
Kuat cabut sekerup yang dipasang tegak lurus terhadap arah serat (Gambar 8.13) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
P = 108.25 G2 DL (Metric unit: Kg, cm )
P = 15.70 G2 DL (British unit: inch–pound)
Dimana:
P = Beban cabut sekerup (N, Lb)
G = Berat jenis kayu pada kondisi kadar air 12 % kering oven
D = Diameter sekerup terbenam / shank diameter (mm, in.),
L = Panjang tanam (mm,in.)
Kuat lateral sekerup
Kuat
lateral sekerup yang dipasang tegak lurus serat dengan arah gaya
lateral searah serat dapat didekati dengan rumus yang sama dengan
kuat lateral paku (persamaan 8.2)
Sekerup Lag (Lag Screw)
Sekerup
lag, seperti sekerup namun memiliki ukuran yang lebih besar
dan berkepala segi delapan untuk engkol. Saat ini banyak dipakai
karena kemudahan pemasangan pada batang struktur kayu dibanding
dengan sambungan baut–mur. Umumnya sekerup lag ini berukuran diameter
dari 5.1 – 25.4 mm (0.2 – 1.0 inch) dan panjang dari 25.4 – 406 mm (1.0 –
16 inch).
Kuat Cabut Sekerup Lag.
Kuat cabut sekerup lag dapat dihitung dengan formula sebagai berikut.
P = 125.4 G3/2 D3/4L (Metric unit: Kg, cm )
P = 8,100 G3/2 D3/4L (British unit: inch–pound) (8.4)
Dimana: P = Beban cabut sekerup (N, Lb)
G = Berat jenis kayu pada kondisi kadar air 12 % kering oven
D = Diameter sekerup terbenam / shank diameter (mm, in.)
L = Panjang tanam (mm,in.)
Kuat lateral sekerup lag dapat dihitung dengan rumus sebagai
berikut.
P = c1 c2 K D2 (8.5)
Dimana: P= Beban lateral per sekerup
D= Diameter sekerup
K= Koefisien yang tergantung karakteristik jenis kayu
(lihat Tabel 8.4)
C1= Faktor pengali akibat ketebalan batang apit tersambung
C2= Faktor pengali akibat pembenamam sekrup lag
(lihat Tabel 8.6)
8.3.2. Konstruksi Sambungan Gigi
Walaupun
sambungan ini sebenarnya malah memperlemah kayu, namun karena
kemudahannya, sambungan ini banyak diterapkan pada konstruksi kayu
sederhana di Indonesia utamanya untuk rangka kuda-kuda atap. Kekuatan
sambungan ini mengandalkan kekuatan geseran dan atau kuat tekan / tarik
kayu pada penyelenggaraan sambungan. Kekuatan tarikan atau tekanan pada
sambungan bibir lurus di atas ditentukan oleh geseran dan kuat desak
tampang sambungan gigi. Dua kekuatan tersebut harus dipilih yang paling
lemah untuk persyaratan kekuatan struktur.
P geser = τ ijin a b (8.6)
Dimana : τ ijin = Kuat / tegangan geser ijin kayu tersambung
b = lebar kayu
a = panjang tampang tergeser
P desak = �� ijin b t (8.7)
Dimana : �� ijin = Kuat / tegangan ijin desak kayu tersambung
b = lebar kayu
t = tebal tampang terdesak
Hampir
sama dengan sambungan gigi, sambungan baut tergantung desak baut pada
kayu, geser baut atau kayu. Desak baut sangat dipengaruhi oleh panjang
kayu tersambung dan panjang baut. Dengan panjangnya, maka terjadi
lenturan baut yang menyebabkan desakan batang baut pada kayu tidak
merata. Berdasarkan NI-5 PKKI (1961) gaya per baut pada kelas kayu
tersambung dapat dihitung rumus sebagai berikut :
Kayu kelas I:
Sambungan tampang 1 untuk λb = bmin / d = 4.8
S = 50 d b1 (1 – 0.6 Sin α)
S = 240 d2 (1 – 0.35 Sin α)
Sambungan tampang 2 untuk λb = bmin / d = 3.8
S = 125 d b3 (1 – 0.6 Sin α)
S = 250 d b1 (1 – 0.6 Sin α)
S = 480 d2 (1 – 0.35 Sin α)
Kayu kelas II:
Sambungan tampang 1 untuk λb = bmin / d = 5.4
S = 40 d b1 (1 – 0.6 Sin α)
S = 215 d2 (1 – 0.35 Sin α)
Sambungan tampang 2 untuk λb = bmin / d = 4.3
S = 100 d b3 (1 – 0.6 Sin α)
S = 200 d b1 (1 – 0.6 Sin α)
S = 430 d2 (1 – 0.35 Sin α)
Kayu kelas III:
Sambungan tampang 1 untuk λb = bmin / d = 6.8
S = 25 d b1 (1 – 0.6 Sin α)
S = 170 d2 (1 – 0.35 Sin α)
Sambungan tampang 2 untuk λb = bmin / d = 5.7
S = 60 d b3 (1 – 0.6 Sin α)
S = 120 d b1 (1 – 0.6 Sin α)
S = 340 d2 (1 – 0.35 Sin α)
Dimana : S = Kekuatan per baut dalam kg
α = Sudut arah gaya terhadap arah serat
b1 = Tebal kayu tepi (cm)
b3 = Tebal tengah (cm)
d = Diameter baut (cm)
Masing
kelas kayu tersebut di ambil harga terkecil untuk mendapat jumlah baut
dalam satu sambungan. Untuk pemasangan baut, disyaratkan pula jarak
antar baut dalam satu sambungan. Dengan memperhatikan sketsa ilustrasi
sambungan seperti Gambar 8.17, ketentuan jarak baut utama yang sering
digunakan dapat dikemukakan sebagai berikut. Ilustrasi secara lengkap
diterakan dalam PKKI – NI (1961)
• Jarak antar baut searah gaya dan serat = 5 φ baut
• Jarak antar baut tegak lurus gaya dan serat = 3 φ baut
• Jarak baut denga tepi kayu tegak lurus gaya dan serat = 2 φ baut
• Jarak baut dengan ujung kayu searah gaya dan serat = 5 φ baut
• Jarak antar baut searah gaya – tegak lurus serat = 3 φ baut
8.3.4. Sambungan dengan cincin belah (Split Ring) dan plat geser
Produk
alat sambung ini merupakan alat sambung yang memiliki perilaku lebih
baik dibanding alat sambung baut. Namun karena pemasangannya agak rumit
dan memerlukan peralatan mesin, alat sambung ini jarang diselenggarakan
di Indonesia. Produk sambung ini terdiri dari cincin dan dirangkai
dengan baut.
Dalam penyambungan, alat ini mengandalkan kuat
desak kayu ke arah sejajar maupun arah tegak lurus serat. Seperti halnya
alat sambung baut, jenis kayu yang disambung akan memberikan kekuatan
yang berbeda. Produk alat sambung ini memiliki sifat lebih baik dari
pada sambungan baut maupun paku. Ini karena alat sambung
ini mendistribusikan gaya baik tekan maupun tarik menjadi gaya desak
kayu yang lebih merata dinading alat sambung baut dan alat sambung paku.
Jumlah
alat sambung yang dibutuhkan dalam satu sambungan dapat dihitung dengan
membagi kekuatan satu alat sambung pada jenis kayu tertentu. Tabel 8.7
menampilkan besaran kekuatan per alat sambung terendah untuk pendekatan
perhitungan.
8.3.5. Sambungan dengan Plat Logam (Metal Plate Conector)
Alat
sambung ini sering disebut sebagai alat sambung rangka batang (truss).
Alat sambung ini menjadi populer untuk maksud menyambung struktur batang
pada rangka batang, rangka usuk (rafter) atau sambungan batang struktur
berupa papan kayu. Plat sambung umumnya berupa plat baja ringan yang
digalvanis untuk menahan karat, dengan lebar/luasan tertentu sehingga
dapat menahan beban pada kayu tersambung.
Prinsip
alat sambungan ini memindahkan beban melalui gerigi, tonjolan (plug)
dan paku yang ada pada plat. Jenis produk ini ditunjukkan pada Gambar
8.21. Untuk pemasangan plat, menanam gerigi dalam kayu tersambung,
memerlukan alat penekan hidrolis atau penekan lain yang menghasilkan
gaya besar.
setempat
atau pondasi dinding menerus dari bahan pasangan batu
atau beton. Pemasangan kolom kayu selain memerlukan jangkar (anchor)
ke pondasi
diperlukan penyekat resapan dari tanah, baik berupa
beton kedap atau pelat baja agar kayu terhindar dari penyebab
lapuk/busuk. Jika dipasang plat kaki keliling, harus terdapat lubang
pengering, untuk menjaga adanya air tertangkap pada kaki kolom tersebut.
Terlebih jika kolom tersebut berada diluar bangunan yang dapat
terekspose dengan hujan dan/atau kelembaban yang berlebihan. Kaki kolom
sederhana dengan penahan hanya di dua sisi seperti pada Gambar 8.23
sangat disarankan untuk memungkinkan adanya drainase pada kaki kolom.
Kolom
kayu dapat berupa kolom tunggal, kolom gabungan dan kolom dari produk
kayu laminasi seperti ditunjukkan pada Gambar 8.24. Kolom gabungan dapat
disusun dari dua batang kayu atau berupa papan yang membentuk bangun
persegi. Bentuk lain adalah berupa kolom dari kayu laminasi. Kayu
Laminasi merupakan kayu buatan yang tersusun dan direkatkan dari kayu
tipis.
Batang
struktur kolom dapat menerima beban dari balok, balok loteng, maupun
beban rangka atap. Untuk dapat menahan beban di atasnya dan terhindar
dari tekuk sangat disarankan dan sebisa mungkin menghindari pengurangan
tampang efektif kolom. Sambungan gigi umumnya mengurangi tampang efektif
kolom yang relatif besar sehingga tidak disarankan penggunaannya.
Penggunaan klos sambung mungkin akan cukup baik, namun akan menjadi
mahal karena
menambah volume kayu yang tidak sedikit.
Penyelenggaraan sambungan yang mendekati ideal dapat menggunakan pelat
sambung seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.25. Dengan penggunaaan
alat sambung kolom dengan balok tersebut, pengurangan tampang kolom yang
terjadi hanya akibat lubang baut.
8.4.6. Konstruksi Balok
Pada
bangunan gedung, struktur balok dapat berupa balok loteng balok atap,
maupun gording. Struktur balok kayu dapat berupa kayu solid gergajian,
kayu laminasi, atau bentuk kayu buatan lainnya. Untuk penyambungan,
batang balok dengan balok perlu menghindari sambungan yang menerima
momen yang relatif besar. Karenanya sambungan balok umumnya dilakukan
tepat di atas struktur dudukan atau mendekati titik dudukan. Dengan
begitu momen yang terjadi pada sambungan relatif kecil.
Balok
sering dibebani penggantung plafon atau komponen konstruksi lain di
bawahnya. Agar pembebanan tersebut tidak merusak struktur, pengantung
dipasang di atas separoh tinggi balok untuk menghindari sobek batang
balok akibat pembebanan tersebut. Penyelenggaraan beugel
untuk penggantung sangat disarankan untuk maksud tersebut.
Pada
dudukan dan sambungan antar balok secara tegak lurus, hindarkan
pengurangan tampang, sehingga bahaya sobek pada balok kayu tidak
terjadi. Gambar 8.30 merupakan contoh sambungan antara balok, balok anak
lantai disambungkan pada balok utama/induk dari kayu
laminasi. Penyambung pada balok diletakkan di bagian atas untuk
menghindari sobek
Kayu
merupakan bahan yang higroskopis, mudah mengembang atau menyusut oleh
kadar air. Pada pembuatan sambungan dengan bahan lain, misal plat baja,
hindarkan sobek batang struktur akibat sifat kembang dan susut kayu. Hal
ini karena angka muai baja dan kayu saling berkebalikan. Salah satu
cara menghindari sobek akibat kembang dan susut kayu adalah dengan cara
memisah/memecah plat baja seperti yang ditunjukkan Gambar 8.31. Cara
lain adalah dengan membiarkan tampang bagian atas tidak terkekang, yakni
dengan menggunakan plat sadel seperti Gambar 8.32.
8.4.7. Konstruksi rangka batang kayu
Struktur
rangka batang kayu umum digunakan pada bangunan rumah tinggal,
perkantoran, bangunan pertokoan, hingga jembatan. Rangka batang
merupakan struktur rangka yang disusun batang membentuk bangun segitiga
dengan simpul / titik sambung, dapat menerima beban struktur. Dengan
susunan tersebut diperolehlah struktur yang relatif ringan dan kuat pada
bentangan yang lebih panjang. Pemakaian rangka batang untuk struktur
kayu memungkinkan terbentuknya ruang terbuka yang luas dan
partisi/penyekat ruang dapat dirubah tanpa harus mempertimbangkan
integritas struktural dari bangunan. Alasan penyelenggaaran rangka
batang antara lain:
(1) Sangat bervariasibentuknya,
(2) Dapat menampilkan keindahan khusus,
(3) dapat melayani bentang relatif panjang,
(4) memungkinkan kemudahan penyelenggaraan sistem instalasi layanan bangunan, misal listrik, plumbing, maupun langitlangit,
(5) kompatibel terhadap elemen struktur lain, misal beton, pasangan maupun baja.
8.4.8. Produk penyambung struktur rangka batang
Disamping
digunakan penyambung tradisional, sambungan gigi, paku maupun baut,
penyambung plat fabrikasi telah banyak pula digunakan, lebih-lebih untuk
rangka batang fabrikasi. Produk alat sambung terakhir merupakan alat
sambung yang dapat memberikan konsistensi hasil sambungan baik kekuatan
dan kemudahan penyelenggaraan secara masal. Penyambung plat ini
mengandalkan gigi dan tonjolan pada plat untuk memindahkan gaya dari dan
ke batang kayu yang disambung.
Gambar 8.35 merupakan contoh penggunaan plat sambung pada struktur rangka batang kayu.
Rangka
batang kayu lemah secara lateral, sehingga sangat mungkin mengalami
deformasi secara lateral yang merusak sambungan pada saat mobilisasi dan
atau saat ereksi konstruksi. Karenanya tata cara penyimpanan,
mobilisasi hingga ereksi sangat memegang peranan penting agar plat
sambung tersebut berfungsi baik sebagai elemen penyambung struktur
rangka batang kayu. Untuk penyimpanan maupun penempatan, rangka batang
kayu seharusnya diletakkan secara rata dengan ganjal atau dengan cara
berdiri dan dilengkapi dengan penyokong (Gambar 8.36).
Di
negara maju, rangka batang kayu yang dibuat di pabrik telah dilengkapi
dengan fasilitas penggantung dilengkapi dengan petunjuk untuk mengangkat
baik saat mobilisasi maupun saat ereksi konstruksi. Terdapat beberapa
cara, antara lain: sudut tali pengangkat < 60 derajat, gunakan batang
pembentang, pengaku rangka untuk panjang rangka lebih dari 18 meter.
Cara pengangkatan struktur rangka ditunjukkan pada Gambar 8.37 berikut:
8.4.9. Konstruksi Struktur jembatan kayu
Sebelum
abad 20, kayu menjadi bahan bangunan utama bahkan sebagai bahan
struktur jalan kereta dan jembatan. Jembatan terdiri dari struktur bawah
dan struktur atas. Struktur bawah terdiri dari abutment, tiang dan
struktur lain untuk menyangga struktur atas yang terdiri dari
balok jembatan dan lantai jembatan.
Bentuk penyusun struktur
dapat berupa kayu gelondong/log, kayu gergajian, hingga kayu laminasi
atau kayu buatan lainnya. Hingga produk glulam tersebar, ketersediaan
ukuran kayu menjadi kendala penyelenggaraan kayu untuk jembatam.
Kalaupun ada, jembatan kayu merupakan jembatan sementara dengan umur
pakai dibawah 10 tahun.
Struktur
kayu laminasi telah membantu kapabilitas bentangan struktur yang
diperlukan untuk jembatan. Gelegar laminasi ukuran 0.60 m x 1.80 m mampu
mendukung suatu sistem deck laminasi hingga bentangan 12 m – 30 m
bahkan lebih. Balok laminasi dapat membentuk suatu deck/ lantai jembatan
yang solid dan jika dirangkai dengan batang tarik pengekang dapat
membentuk suatu deck laminasi bertegangan tarik. Kayu laminasi lengkung
dapat dipakai untuk memproduksi beragam jembatan yang indah.
8.4.10. Struktur pelengkung kayu
Struktur
pelengkung kayu telah banyak diselenggarakan untuk mendapatkan ruang
cukup lapang pada bangunan tempat ibadah, bangunan rekreasi hingga
hanggar terlebih saat teknologi kayu laminasi/glulam ditemukan. Struktur
ini disusun dari struktur tarikan di bagian bawah dan struktur tekan di
bagian pelengkung atas. Struktur bagian bawah bisa berbentuk lengkung
atau lurus. Jika lurus maka atap bangunan akan membentuk seperti payung.
Sedangkan jika bagian bawah lengkung simetris dan berpusat pada satu
pusat, maka atap dome akan menyerupai bola.