PEMANFAATAN BULUH BAMBU TALI

SEBAGAI KOMPONEN PADA

KONSTRUKSI RANGKA BATANG RUANG

GINA BACHTIAR

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2008

ii

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi “Pemanfaatan Buluh Bambu Tali sebagai Komponen pada Konstruksi Rangka Batang Ruang” adalah karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi.

Bogor, Agustus 2008

Gina Bachtiar NIM E061020111

iii

ABSTRACT

GINA BACHTIAR. Utilization of Bamboo as Space Truss Elements. Under the supervision of SURJONO SURJOKUSUMO, YUSUF SUDO HADI and NARESWORO NUGROHO.

Using traditional technology, bamboo has been used as building material in rural area since many years ago. Research has notified that it has high strength in tensile but low in shear. The shape of bamboo that is like a pipe with an uninformed diameter gave many problems when use in construction, especially in design of connections. In construction, there are many kinds of structure can be conducted. One of them is truss structure. Truss is a frame, which consists of members that take only tensile and compression force without bending moment.

The main objective of this research was to give information how to use bamboo for space truss elements technically. To meet the objective, five phase of research were conducted, those were research on basic properties on bamboo, buckling properties, connection design, evaluation on the strength of elements and designing several simple space trusses for roof truss. All of the research used bamboo tali, which diameters of about 4 cm and 6 cm

Indonesian species of bamboo known as Bambu tali (Gigantochloa apus Kurz) grown in Depok, Bogor, was used in this experiment. It has usually been used as building material for many years. Research on basic properties of bamboo performed according to ISO 22157-2004. Space truss design was conducted according to SNI 03-1727-1989 with regards to load design method.

Research on mechanical properties showed that its tensile strength is 60 MPa, compression strength is 12,7 MPa, shear strength is 2,5 MPa and E = 8.300 MPa. Bamboo performance on buckling shown that relations between critical strength and slenderness ratio could be formulated as y = -7,9.Ln (x) + 60, where y = critical strength and x = slenderness ratio.

Connection designed using a taper rounded wooden plug attached to the inner part of bamboo and a tapered steel ring was used at the outside of the bamboo culm. The advantages is that it avoid crack on bamboo wall as no hole was made. Employing two steel rings on every joint showed that those rings could transfer tension as well as compression forces.

Analytical and empirical evaluation on elements shown that one meter bamboo elements using designed connections can resist force up to 924 kg in compression and 3.925 kg in tensile for 6 cm diameter bamboo. Whereas on samples made of 4 cm diameter bamboo, the experiment showed resistance force of 1.284 kg in tensile and 2.776 kg in compression.

Structural analysis using a program with finite element methods, showed that 4 cm bamboo could be used as elements for 4m x 4m space truss using one metre of length elements. As for elements of 1,25 m length a 3,75 m x 5 m space truss could be used. For special cantilever truss, the used of 4 cm diameter bamboo must be varied by using 6 cm diameter bamboo for elements that resist larger compression force.

iv

RINGKASAN

GINA BACHTIAR. Pemanfaatan Buluh Bambu Tali sebagai Komponen pada Konstruksi Rangka Batang Ruang. Di bawah bimbingan SURJONO SURJOKUSUMO, YUSUF SUDO HADI dan NARESWORO NUGROHO.

Salah satu bentuk konstruksi yang banyak digunakan sebagai konstruksi rangka atap adalah konstruksi rangka batang (truss) yang kemudian berkembang menjadi konstruksi rangka batang ruang (space truss). Dengan kelurusan bambu yang terbatas, buluh bambu sesuai untuk digunakan pada konstruksi rangka batang ruang, karena konstruksi ini tersusun dari komponen-komponen yang relatif pendek. Pada konstruksi ini, komponen-komponen batang dihubungkan secara sendi, sehingga beban yang bekerja pada batang hanya gaya aksial tekan dan tarik. Bambu diketahui mempunyai kuat tarik yang tinggi dengan kuat geser serta kuat belah yang rendah, sehingga dari sudut mekanika bahan cocok untuk dimanfaatkan pada konstruksi rangka batang. Bentuk bambu yang berupa tabung agak tirus (tappered) dengan diameter yang beragam, selama ini dianggap sebagai hambatan dalam pemanfaatannya di bidang konstruksi. Selain itu adanya buku dengan jarak yang tidak seragam menjadi kendala dalam membuat sambungan, khususnya sambungan yang dapat dianalisa secara mekanika.

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari secara teknis pemanfaatan bambu tali sebagai komponen rangka batang ruang. Untuk mencapai tujuan tersebut, maka dilakukan lima tahap penelitian, yaitu : (1) penelitian sifat dasar, (2) analisa perilaku tekuk bambu tali, (3) perancangan sambungan buluh bambu, (4) evaluasi kekuatan komponen dan (5) perancangan model-model rangka atap sederhana. Penelitian dibatasi pada penggunaan bambu tali (Gigantochloa apus Kurz) yang berdiameter sekitar 4 cm dan sekitar 6 cm. Bahan bambu yang digunakan dalam penelitian ini berumur 3 – 5 tahun yang tumbuh di daerah Depok, Bogor, dan banyak diperjualbelikan serta digunakan sebagai bahan bangunan. Pada penelitian hanya digunakan bambu bagian pangkal dan tengah mengingat bahwa bentuk bambu tali yang cenderung melengkung pada bagian ujungnya.

Penelitian sifat dasar bambu dilakukan dengan lima ulangan dan mengacu pada ISO 22157-2004, tentang tata cara pengujian sifat fisik dan mekanik bambu tali. Khusus untuk penelitian terhadap kuat geser bambu, pengujian dengan penyesuaian terhadap tata cara pengujian kayu. Pada penelitian sifat dasar didapatkan hasil kerapatan bambu (ρ) sebesar 0,71 g/cm3, kuat tarik 57,8 MPa, kuat tekan 12,7 MPa, kuat geser 2,5 MPa dan modulus elastis (E) sebesar 8.300 MPa. Nilai-nilai ini selanjutnya digunakan dalam perhitungan analisa struktur.

Pada batang tekan, perhitungan kekuatannya tidak hanya tergantung pada luas penampang dan kuat tekannya saja, tetapi juga tergantung pada bentuk penampang dan panjang batang yang biasa dinyatakan dalam angka kelangsingan. Angka kelangsingan (λ) adalah hasil bagi jari-jari inersia (r) dengan panjang tekuk. Penelitian terhadap perilaku tekuk bambu tali dilakukan dengan menggunakan sekitar 100 (seratus) sampel yang terdiri dari bambu tali berdiamter sekitar 4 cm dan sekitar 6 cm dengan panjang contoh uji 50 cm, 70 cm dan 90 cm. Pembuatan sampel dilakukan dengan memperhatikan keberadaan buku. Pada sebagian sampel dibuat dengan buku pada bagian tengah panjang batang dan sebagian lain dibuat dengan ruas pada bagian tengah sampel. Berdasarkan penelitian empiris terhadap tegangan kritis dan digabungkan dengan hasil pengujian tekan, maka diperoleh hubungan antara nilai tegangan kritis terhadap angka kelangsingan yang berupa fungsi: y = -7,9 . Ln (x) + 60, dimana y = tegangan kritis (MPa) dan x = angka kelangsingan.

v

Perancangan diarahkan untuk menghasilkan sambungan buluh bambu yang dapat menerima gaya tarik dan gaya tekan yang kekuatannya dapat dianalisa. Sambungan yang direncanakan dibuat dengan menggunakan pasak kayu dan baut yang direkatkan pada bagian dalam buluh bambu, sehingga dapat menghindari timbulnya perlemahan akibat pembuatan lubang pada dinding bambu. Penggunaan dua buah ring pada sambungan terbukti dapat meratakan beban, baik pada beban tarik, maupun tekan. Selain itu digunakan juga klem besi pada bagian luar bambu yang berfungsi untuk membuat agar bagian ujung sambungan mengerucut serta untuk menghindari terjadinya belah. Kekuatan sambungan yang dirancang dapat dianalisa secara mekanika sederhana. Selanjutnya, dimensi sambungan dapat dirancang sesuai dengan besarnya beban yang bekerja.

Evaluasi terhadap komponen dilakukan secara analitik dan empirik. Perhitungan kekuatan secara analitik dilakukan untuk komponen berdiameter sekitar 4 cm dan sekitar 6 cm untuk panjang komponen 100 cm dan 125 cm. Penelitian empirik dilakukan terhadap komponen berdiameter sekitar 4 cm dengan panjang bidang geser 5 cm. Hasil perhitungan analitis terhadap komponen rangka batang sepanjang 100 cm dengan sambungan yang dirancang dapat menerima beban tekan 922 kg dan tarik 3.925 kg untuk bambu berdiameter sekitar 6 cm. Pada bambu berdiameter sekitar 4 cm, beban yang dapat diterima 501 kg untuk tekan dan 2.355 kg untuk tarik. Perhitungan analitis terhadap sampel mendapatkan nilai kuat tekan 581 kg dan kuat tarik 1.177 kg, sementara hasil penelitian empiris untuk sampel memperoleh nilai rata-rata kuat tekan 2.776 kg dan kuat tarik 1.284 kg. Pada pengujian terhadap kuat tarik sampel kerusakan sampel terjadi pada dinding bambu sebelah dalam. Hal ini menunjukkan bahwa faktor terlemah dalam menerima beban tarik sesuai dengan analisa terletak pada kuat geser bambu yang kecil.

Perencanaan struktur rangka batang ruang untuk rangka atap sederhana mengacu pada SNI 03-1727-1989 tentang tata cara perencanaan pembebanan. Hasil analisa struktur dengan progam berdasarkan metode elemen hingga, menunjukkan bambu berdiameter 4 cm dapat dimanfaatkan sebagai komponen rangka batang ruang dengan 4 tumpuan berukuran 4 m x 4 m untuk panjang komponen 1 m, sedangkan komponen dengan panjang 1,25 m, bambu berdiameter 4 cm dapat dimanfaatkan untuk konstruksi rangka batang ruang berukuran 3,75 m x 5 m. Defleksi yang terjadi pada struktur juga cukup kecil dengan nilai terbesar 2,26.10-4 m pada arah sumbu x yang terjadi pada rangka atap berukuran 3,75 m x 5 m, dengan panjang komponen 1,25 m. Penggunaan bambu berdiamater 6 cm pada struktur tersebut akan mengakibatkan gaya yang timbul bertambah sekitar 2 %, tetapi menambah kekakuan struktur sehingga defleksi yang timbul menjadi bertambah kecil. Pada struktur rangka batang ruang berukuran 3 m x 4 m dengan tumpuan pada satu bidang, penggunaan bambu tali berdiameter 4 cm harus divariasikan dengan menggunakan bambu berdiameter 6 cm pada batang-batang yang menerima gaya batang tekan yang besar.

vi

© Hak cipta milik IPB, tahun 2008

Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau

menyebutkan sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penulisan karya ilmiah,

penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.

2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa seizin IPB.

vii

PEMANFAATAN BULUH BAMBU TALI

SEBAGAI KOMPONEN PADA

KONSTRUKSI RANGKA BATANG RUANG

GINA BACHTIAR

Disertasi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada

Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2008

viii

Judul Disertasi : Pemanfaatan Buluh Bambu Tali sebagai Komponen

pada Konstruksi Rangka Batang Ruang

Nama : Gina Bachtiar

NIM : E061020111

Disetujui :

Komisi Pembimbing

Prof. Ir. H.M. Surjono Surjokusumo, MSF, PhD Ketua

Prof.Dr.Ir.Yusuf Sudo Hadi, M.Agr. Dr.Ir. Naresworo Nugroho, MS Anggota Anggota

Diketahui ;

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Kehutanan Prof.Dr.Ir. Imam Wahyudi, M.S. Prof.Dr.Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. Tanggal Ujian : 14 Agustus 2008 Tanggal Lulus : ......................

ix

PRAKATA

Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan YME atas segala berkat, rahmat dan

keruniaNya, sehingga penulisan disertasi dengan judul ” Pemanfaatan Buluh Bambu Tali

sebagai Komponen pada Konstruksi Rangka Batang Ruang ” ini dapat terselesaikan.

Terima kasih yang mendalam dan penghargaan yang tinggi penulis haturkan

kepada komisi pembimbing Prof. Ir. H.M. Surjono Surjokusumo, MSF, PhD., Prof. Dr.

Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr, dan Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS yang banyak

memberikan pengarahan dan masukan serta dorongan selama proses studi hingga

selesainya penulisan disertasi ini.

Penghargaan dan ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Ir.

Muhar Husin, Dipl. SE., Ir. Billy Malianggara, Prof. Ir. Bambang Suryoatmono, PhD.,

Ir. Iswandi Imran, MASc, PhD. dan Dr. Titik Penta A, MT. yang bersedia meluangkan

waktu untuk memberikan masukan dan saran. Ucapan terima kasih juga penulis

sampaikan kepada para staf pengajar di program studi IPK dan kepada para laboran di

Laboratorium Keteknikan Kayu dan Laboratorium Kayu Solid Fakultas Kehutanan IPB

serta Laboratorium Bahan Bangunan Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman

Departemen Pekerjaan Umum

Penulis mengucapkan terima kasih kepada pimpinan di lingkungan Univertas

Negeri Jakarta, khususnya Fakultas Teknik atas bantuan dan kesempatan studi yang

diberikan. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan di jurusan

Teknik Sipil UNJ atas diskusi-diskusinya.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang mendalam kepada

suami tercinta serta anak-anak tersayang atas segala dorongan, dukungan materil dan

spiritual serta pengertiannya hingga terselesaikannya disertasi ini. Ucapan terima kasih

juga disampaikan kepada keluarga besar L. Bachtiar dan keluarga besar W. Pakpahan

atas dukungan dan doanya.

Pada disertasi ini mungkin masih ditemukan beberapa kekurangan, oleh karena itu

kritik dan saran akan penulis terima. Semoga disertasi ini dapat bermanfaat bagi

perkembangan ilmu dan teknologi bambu, khususnya pemanfaatan buluh bambu sebagai

bahan bangunan.

Bogor, Agustus 2008

Gina Bachtiar

x

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 15 April 1960 sebagai anak ketiga dari

tiga bersaudara dari pasangan Lukman Bachtiar (Alm.) dan Rohani.

Pada tahun 1979, setelah menamatkan SMA di Bogor, penulis melanjutkan kuliah

pada jurusan Pendidikan Teknik Sipil di IKIP Jakarta dan tamat pada tahun 1983. Pada

tahun 1990, dengan beasiswa TMPD (Dikti), penulis mendapat kesempatan untuk

melanjutkan pendidikan Magister pada Jurusan Teknik dan Manajemen Industri, Fakultas

Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung. Pada tahun 2002, penulis mendapat

kesempatan untuk melanjutkan ke program doktor dengan bantuan beasiswa BPPS, pada

program studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian

Bogor.

Pada periode 1984-1985, penulis bekerja sebagai staf teknik pada biro konsultan

bangunan PT. Inconeb di Jakarta. Selanjutnya sejak tahun 1985 hingga kini, penulis

menjadi staf pengajar di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Negeri

Jakarta.

Selama mengikuti program S3 penulis menjadi anggota Masyarakat Peneliti

Kayu Indonesia (MAPEKI), Perhimpunan Pencinta Bambu Indonesia (Perbindo) dan

Masyarakat Standardisasi (MASTAN). Penulis juga telah mempresentasikan karya ilmiah

yang berkaitan dengan topik penelitian S3 di antaranya : Bamboo as Space Truss

Elements dalam 6th International Wood Science Symposium, 29-31 Agustus 2005 di Bali;

Pengujian Kuat Tarik Bambu dan Kendalanya dalam Seminar Nasional Perbambuan

Indonesia di Yogyakarta, 12 Juli 2006 serta Elastisitas Tekan Bambu Tali pada Seminar

Nasional MAPEKI X, 9 – 11 Agustus 2007 di Pontianak. Sebuah artikel yang berkaitan

dengan disertasi ini telah diterbitkan dengan judul Perancangan Sambungan Bambu untuk

Komponen Rangka Batang Ruang pada Jurnal Forum Pascasarjana vol 31, Januari 2008.

Penulis menikah dengan Aladin Pakpahan pada tahun 1984, dan dikaruniai tiga

orang putri, yaitu Maria Sondang (1985), Margaretta Xenia (1988) dan Marcelina Arta

Uli ( 1996).

xi

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI.............................................................................................................. xiDAFTAR TABEL...................................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR................................................................................................. xv

DAFTAR LAMPIRAN.............................................................................................. xviii

DAFTAR NOTASI.................................................................................................... xix

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang.............................................................................................. 1

1.2. Identifikasi Masalah...................................................................................... 3

1.3. Perumusan Masalah...................................................................................... 4

1.4. Tujuan Penelitian.......................................................................................... 4

1.5. Manfaat Penelitian........................................................................................ 6

1.6. Novelty.......................................................................................................... 6

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Bambu............................................................................................................ 7

2.1.1. Sifat-Sifat Umum.................................................................................... 7

2.1.2. Sifat Fisik dan Mekanik.......................................................................... 8

2.1.3. Keawetan dan Pengawetan..................................................................... 11

2.2. Konstruksi Rangka Batang............................................................................ 13

2.2.1. Tinjauan Umum...................................................................................... 13

2.2.2. Analisa Gaya Batang pada Konstruksi Rangka Batang Ruang.............. 15

2.2.3. Perhitungan Kekuatan Komponen.......................................................... 15

2.3. Sambungan Bambu........................................................................................ 18

3. SIFAT FISIK DAN MEKANIK BAMBU TALI

3.1. Pendahuluan................................................................................................... 25

3.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 25

3.3. Bahan dan Metode......................................................................................... 25

3.3.1. Alat dan Bahan....................................................................................... 25

3.3.2. Metoda.................................................................................................... 26

3.4. Analisa Data.................................................................................................. 28

3.4.1. Sifat Fisik Bambu Tali............................................................................ 28

3.4.2. Sifat Mekanik Bambu Tali..................................................................... 28

xii

3.5. Hasil dan Pembahasan................................................................................... 29

3.5.1. Sifat Fisik Bambu Tali............................................................................ 29

3.5.2. Sifat Mekanik Bambu Tali..................................................................... 32

3.6. Kesimpulan.................................................................................................... 42

4. PERILAKU TEKUK BAMBU TALI

4.1. Pendahuluan................................................................................................... 43

4.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 43

4.3. Bahan dan Metoda......................................................................................... 44

4.3.1. Alat dan Bahan....................................................................................... 44

4.3.2. Metodologi.............................................................................................. 44

4.4. Analisa Data.................................................................................................. 45

4.4.1. Panjang Tekuk........................................................................................ 45

4.4.2. Persamaan Euler dan Batasannya........................................................... 46

4.4.3. Tegangan Tekuk Ijin............................................................................... 49

4.4.4. Faktor Tekuk........................................................................................... 49

4.5. Hasil dan Pembahasan................................................................................... 50

4.5.1. Tegangan Kritis berdasarkan Hasil Penelitian........................................ 50

4.5.2. Tegangan Kritis berdasarkan Analisa..................................................... 51

4.5.3. Faktor Tekuk........................................................................................... 53

4.5.4 Gaya Tekan Kritis ................................................................................ 53

4.6. Kesimpulan.................................................................................................... 55

5. PERANCANGAN SAMBUNGAN BAMBU

5.1. Pendahuluan................................................................................................... 56

5.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 57

5.3. Ruang Lingkup Perancangan......................................................................... 57

5.4. Bahan dan Metoda......................................................................................... 57

5.4.1. Bahan...................................................................................................... 57

5.4.2. Metodologi............................................................................................. 57

5.5. Tahap-Tahap Perancangan............................................................................ 58

5.5.1. Identifikasi Kebutuhan........................................................................... 58

5.5.2. Analisa Masalah..................................................................................... 59

5.5.3. Perancangan Konsep............................................................................... 59

5.5.4. Evaluasi.................................................................................................. 61

xiii

5.6.Perancangan Detail......................................................................................... 64

5.6.1. Perhitungan Struktur............................................................................... 64

5.6.2. Perhitungan Dimensi Sambungan.......................................................... 66

5.7. Kesimpulan.................................................................................................... 67

6. EVALUASI KEKUATAN KOMPONEN

6.1. Pendahuluan................................................................................................... 68

6.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 68

6.3. Ruang Lingkup Penelitian............................................................................. 68

6.4. Bahan dan Metode......................................................................................... 68

6.4.1. Bahan dan Alat....................................................................................... 68

6.4.2. Metodologi.............................................................................................. 69

6.5. Analisis.......................................................................................................... 70

6.6. Hasil dan Pembahasan................................................................................... 71

6.7. Kesimpulan.................................................................................................... 73

7. PERANCANGAN MODEL-MODEL RANGKA BATANG RUANG

7.1. Pendahuluan................................................................................................... 74

7.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 74

7.3. Pengembangan Model-Model Rangka Batang Ruang................................... 74

7.4. Analisa Perhitungan Gaya-Gaya Batang....................................................... 76

7.4.1. Rangka Batang Ruang ST1 dan ST2..................................................... 76

7.4.2. Rangka Batang Ruang ST3................................................................... 79

7.4.3. Rangka Batang Ruang ST4.................................................................... 82

7.5. Kesimpulan.................................................................................................... 86

8. PEMBAHASAN UMUM DAN REKOMENDASI

8.1. Pembahasan Umum....................................................................................... 87

8.2. Rekomendasi…............................................................................................. 91

9. KESIMPULAN UMUM ……………………………………………………… 93

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................ 95

xiv

DAFTAR TABEL

2.1. Sifat fisik dan mekanik beberapa jenis bambu......................................... 9

2.2. Sifat mekanik bambu tali.......................................................................... 9

2.3. Sifat fisik dan mekanik bilah bambu tali.................................................. 10

2.4. Kuat tarik dan kuat tekan bambu tali........................................................ 10

2.5. Kuat tarik, kuat tekan, kuat lentur dan MOE bambo tali......................... 11

2.6. Nilai elastisitas bambu tali....................................................................... 11

3.1. Faktor keamanan untuk masing-masing besaran mekanik ...................... 29

3.2. Kerapatan bambu tali ............................................................................ 30

3.3. Kadar air kering udara pada bambu tali................................................... 30

3.4. Penyusutan bambu tali pada berbagai arah ........................................... 31

3.5. Tegangan tarik sampel pada berbagai posisi............................................ 32

3.6. Tegangan tekan buluh bambu.................................................................. 35

3.7. Tegangan geser rata-rata.......................................................................... 37

3.8. Nilai modulus elastisitas bambu tali......................................................... 41

4.1. Faktor tekuk pada berbagai angka kelangsingan...................................... 52

5.1. Besar gaya pada masing-masing komponen ........................................... 65

5.2. Dimensi sambungan................................................................................. 66

6.1. Kekuatan maksimum komponen berdasarkan perhitungan...................... 71

6.2. Data kekuatan maksimum sampel............................................................ 72

7.1. Besar gaya maksimum pada ST1 dan ST2............................................... 78

7.2. Deformasi maksimum pada ST 1 dan ST2.............................................. 79

7.3. Besar gaya maksimum pada ST3............................................................. 81

7.4 Deformasi maksimum pada ST 3 ............................................................ 81

7.5. Besar gaya maksimum pada ST4 ............................................................ 84

7.6 Deformasi maksimum pada ST 4 ............................................................ 85

xv

DAFTAR GAMBAR

1.1. Konstruksi rangka batang ruang.................................................................... 3

1.2. Diagram alir penelitian................................................................................. 5

2.1. Konstruksi rangka batang ruang untuk atap….............................................. 14

2.2. Alat sambung pada titik buhul ................................................................... 14

2.3. Tetrahedron…............................................................................................... 14

2.4. Semi oktahedron.......................................................................................... 14

2.5. Sambungan bambu dengan tali..................................................................... 19

2.6. Sambungan dengan lubang........................................................................... 19

2.7. Sambungan tarik........................................................................................... 20

2.8. Sambungan pipa........................................................................................... 20

2.9. Sambungan bambu dengan pengisi kayu..................................................... 21

2.10. Sambungan dengan penutup........................................................................ 22

2.11. Sambungan untuk kuda-kuda..................................................................... 22

2.12. Sambungan bambu untuk komponen rangka batang ruang......................... 23

2.13. Sambungan untuk menggabungkan buluh................................................... 24

3.1. Bumbu tali serta pengambilan sampel......................................................... 26

3.2. Sampel pengujian sifat dasar....................................................................... 27

3.3. Tegangan tarik maksimum rata-rata............................................................ 32

3.4. Sampel putus pada daerah kritis.................................................................. 33

3.5. Kerusakan daerah kritis............................................................................... 33

3.6. Kerusakan sampel pada daerah buku.......................................................... 34

3.7. Kerusakan sampel bukan pada daerah kritis................................................ 34

3.8. Tekuk pada silinder berdinding tipis........................................................... 35

3.9. Pengaruh buku terhadap tegangan tekan bambu......................................... 35

3.10. Pengujian geser bambu berdasarkan ISO.................................................... 36

3.11. Detail benda geser uji geser tekan............................................................... 37

3.12. Kerusakan sampel uji geser......................................................................... 38

3.13. Diagram tegangan-regangan........................................................................ 39

xvi

3.14. Diagram tegangan-regangan pada sampel bagian tengah tanpa buku......... 40

3.15. Diagram tegangan-regangan pada sampel bagian tengah dengan buku...... 40

3.16. Diagram tegangan-regangan pada sampel bagian pangkal dengan buku.... 40

3.17. Nilai rata-rata elastisitas tekanan (E) ........................................................... 41

4.1. Panjang tekuk (Lk) dengan tumpuan yang berbeda-beda.............................. 46

4.2. (a)diagram tegangan-regangan, (b)tegangan kritis terhadap kelangsingan.. 47

4.3. Nilai faktor keamanan tehadap kelangsingan (1/r=λ).................................... 49

4.4. Tegangan kritis pada berbagai kelangsingan................................................. 50

4.5. Hubungan tegangan kritis terhadap kelangsingan (analitis).......................... 52

4.6. Hubungan tegangan tekuk ijin terhadap kelangsingan ................................ 53

4.7. Berbagai pola tekuk yang terjadi.................................................................. 54

4.8. Proses terjadinya tekuk ................................................................................ 54

5.1. Proses perancangan....................................................................................... 56

5.2. Rangka atap yang direncanakan....................................................................... 57

5.3. Diagram alir tahapan perancangan................................................................ 58

5.4. Alternatif sambungan.................................................................................... 60

5.5. Sambungan yang direncanakan..................................................................... 62

5.6. Distribusi gaya tekan pada sambungan......................................................... 62

5.7. Distribusi gaya tarik pada sambungan.......................................................... 63

5.8. Bentuk rangka batang ruang yang direncanakan.......................................... 64

5.9. Dimensi sambungan...................................................................................... 66

6.1. Sampel yang diuji.(gambar tampak)............................................................ 69

6.2. Sampel yang diuji (gambar potongan) ........................................................... 71

6.2. Kerusakan pada sampel uji tarik .................................................................. 72

7.1. Model-model rangka batang ruang............................................................... 75

7.2. Pendefinisian profil yang digunakan............................................................. 76

7.3. Penomoran joint pada ST1 dan ST2 ............................................................ 77

7.4. Penomoran batang pada ST1 dan ST2 ......................................................... 77

7.5. Gaya aksial pada ST1 ................................................................................... 77

7.6. Deformasi pada rangka ST1 dan ST2 .......................................................... 78

7.7. Penomoran joint pada ST3............................................................................ 79

7.8. Penomoran batang pada ST3......................................................................... 80

7.9. Gaya aksial pada ST3.................................................................................... 80

xvii

7.10. Deformasi pada rangka ST3.......................................................................... 81

7.11. Penomoran joint pada ST4............................................................................ 82

7.12. Penomoran batang pada ST4 ....................................................................... 83

7.13. Gaya aksial pada ST4 ................................................................................... 83

7.14. Kombinasi penggunaan bambu ................................................................... 84

7.15. Deformasi pada rangka ST4......................................................................... 85

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

1. Tabel 3 ASTM D2915-03........................................................................ 99

2. Data Perhitungan Kerapatan.................................................................... 100

3. Data Pengujian KA Bambu Tali.............................................................. 101

4. Data dan Perhitungan Penyusutan............................................................ 102

5. Data Pengujian Kuat Tekan..................................................................... 103

6. Data Pengujian Tarik (sampel bagian pangkal)....................................... 104

7. Data Pengujian Tarik (sampel bagian tengah)......................................... 105

8. Data Uji Geser.......................................................................................... 106

9. Data Pengujian Tekuk.............................................................................. 107

10. Analisa Perhitungan Dimensi Sambungan .............................................. 110

11. Data Untuk Perhitungan Analisa Struktur............................................... 111

12. Bentuk-Bentuk dan Koordinat Rangka Batang....................................... 112

13. Data Pengujian Kekuatan Sambungan..................................................... 115

xix

DAFTAR NOTASI

A = luas penampang

Ab = luas penampang bruto

BKT = berat kering tanur

BKU = berat kering udara

D = diameter luar bambu

d = diameter dalam bambu

E = modulus elastisitas

h = panjang bidang geser

I = momen inersia

KA = kadar air

L = panjang tekuk

L0 = dimensi awal

L1 = dimensi akhir

P = gaya pada batang

Pult = gaya maksimum

Pcr = gaya tekan maksimum

r = jari-jari inersia

t = tebal dinding bambu

VKU = volume kering udara

λ = angka kelangsingan

λ max = angka kelangsingan maksimum

ρ = kerapatan bambu

σ = tegangan

σy = tegangan leleh

σcr = tegangan kritis

σ tk = tegangan tekan

σ tr = tegangan tarik

ω = faktor tekuk

ξ = regangan (tanpa satuan) = 0

0

lll −

xx

Penguji Ujian Tertutup :

a. Prof. Ir. Bambang Suryoatmono, MT, PhD.

Ketua Program Pascasarjana Universitas Parahiyangan, Bandung

Pengujian Ujian terbuka :

a. Ir. Iswandi Imran, MASc, PhD.

Ketua Kelompok Keahlian Struktur, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan

Institut Teknologi Bandung

b. Dr. Titik Penta Artiningsih, MT

Dekan Fakultas Teknik Universitas Pakuan, Bogor

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Bambu merupakan tanaman dari famili rerumputan (Graminae) yang banyak dijumpai

dalam kehidupan manusia, termasuk di Indonesia. Secara tradisional bambu dimanfaatkan

untuk berbagai keperluan seperti bahan bangunan, alat-alat rumah tangga dan kerajinan

tangan; sementara bambu yang muda (rebung) dimanfaatkan sebagai bahan makanan.

Bambu sebagai bahan bangunan, banyak dipakai di daerah pedesaan. Penggunaannya

antara lain sebagai kolom, kuda-kuda, balok dan rangka atap, juga rangka jembatan. Teknologi

yang digunakan adalah pengalaman turun temurun. Mereka mempelajari teknologi tersebut

dengan cara melihat, mengamati dan menerapkan pada bangunan yang dibuatnya. Karena

bambu pada umumnya digunakan untuk rumah-rumah sederhana di pedesaan, maka timbul

opini masyarakat yang menghubungkan bambu dengan kemiskinan, bahkan di India bambu

disebut sebagai ‘kayu untuk orang miskin’ (Frick, 2004). Oleh karena itu, orang enggan

tinggal di rumah bambu.

Di lain pihak, karena keindahannya banyak dibangun vila dan rumah makan yang

mengekpose keindahan konstruksi bambu untuk menarik wisatawan terutama wisatawan

mancanegara. Hal ini bukan hanya di Indonesia, tetapi juga di beberapa negara tropis lain,

seperti di Kepulauan Hawai di USA; Pulau Hainan di Cina dan di Vietnam (Bambu Living

Resort, 2005).

Penggunaan bambu sebagai bahan bangunan selama ini sangat kurang dukungan

penelitian ilmiah untuk diaplikasikan. Sementara pada saat ini terjadi krisis persediaan kayu,

sehingga diharapkan bambu dapat memasuki pasar bahan bangunan menggantikan kayu

sebagai bahan bangunan alternatif. Bambu dan produk berbahan bambu seharusnya dapat

ditingkatkan sehingga setara dengan bahan bangunan lain. Berbeda dengan kayu yang baru

siap ditebang dengan kualitas baik, setelah berumur lebih dari tiga puluh tahun, bambu sebagai

bahan bangunan dapat diperoleh pada umur 3 – 5 tahun (Morisco, 2005). Untuk itu,

diperlukan penelitian dan pengembangan agar pemanfaatannya menjadi optimal.

Di dunia diperkirakan ada sekitar 1200 jenis bambu. Menurut Widjaja (2001) di

Indonesia, jenis bambu yang sudah terdata ada 143 jenis, 60 jenis diantaranya tumbuh di Pulau

Jawa. Ada beberapa jenis bambu yang biasa digunakan untuk konstruksi diantaranya: bambu

2

tali (Gigantochloa apus Kurz), bambu petung (Dendrocalamus asper), bambu hitam

(Gigantochloa atroviolacea Widjaya), bambu gombong (Gigantochloa pseudoarundinacea

Widjaya) dan bambu duri (Bambusa blumeana Schultes). Dari jenis-jenis tersebut, bambu

yang mudah didapat adalah bambu tali. Selain di Pulau Jawa, bambu tali juga ditemukan di

Sumatera Selatan, Sulawesi Tengah dan Kalimantan Tengah. Bambu tali banyak digunakan

untuk bahan bangunan, seperti untuk dinding (anyaman), lantai, langit-langit dan rangka atap.

Menurut penelitian Sulthoni (1988) dalam Morisco (2006), bambu tali tidak mudah diserang

bubuk sekalipun tidak diawetkan, karena tidak banyak mengandung zat pati.

Bentuk bambu yang berupa tabung dengan sekat-sekat yang disebut buku, mempunyai

sifat mekanis yang khusus, dimana kekuatan pada daerah buku dan ruas berbeda. Kuat tarik

bambu setara dengan kuat tarik baja, sementara kuat geser sejajar seratnya rendah, sehingga

mudah pecah. Oleh karena itu, buluh bambu cocok jika digunakan untuk konstruksi rangka

batang (Dewi, 2005). Kendala dalam pemanfaatan buluh bambu adalah membuat model

sambungan bambu yang cukup kokoh terutama agar dapat menerima tarik; padahal

pemanfaatan bambu dalam bentuk buluh, mempunyai nilai tambah, yaitu faktor estetika.

Salah satu bentuk konstruksi adalah konstruksi rangka batang (truss). Pada konstruksi

ini, komponen-komponen batang dihubungkan secara sendi, sehingga beban yang bekerja

pada batang hanya gaya aksial tekan dan tarik. Saat ini konstruksi rangka batang, tidak hanya

dalam bentuk bidang, seperti kuda-kuda, tetapi telah berkembang rangka batang ruang (space

truss) seperti pada Gambar 1.1. Selama ini konstruksi rangka batang ruang dibuat dari bahan

logam dalam bentuk pipa, baik pipa baja, ataupun stainless. Berdasarkan bentuk dan

kekuatannya, diharapkan bambu dapat menjadi bahan pengganti pipa yang selama ini banyak

digunakan. Jika konstruksi rangka batang ruang dapat dibuat dari bambu, maka faktor estetika

menjadi nilai tambah, tanpa meninggalkan faktor kekuatan. Selain itu buluh bambu yang

kelurusannya terbatas dapat dioptimalkan pemakaiannya, karena pada konstruksi rangka

batang ruang, dipergunakan komponen-komponen yang relatif pendek, jika dibandingkan

dengan bentangnya.

Dalam konstruksi rangka batang ruang ada dua unsur utama, yaitu komponen batang

yang menahan beban tarik atau tekan, serta alat sambung yang berfungsi untuk

menggabungkan beberapa komponen sedemikian rupa hingga gaya-gaya batang yang timbul

dapat berpotongan pada satu titik yang biasa disebut titik buhul.

3

Gambar 1.1. Konstruksi rangka batang ruang

Selama ini rangka batang ruang pada umumnya dibuat dari bahan pipa logam, baik

besi, baja maupun aluminium dimana ada beberapa alternatif sambungan titik buhul mulai dari

sistim las, sambungan pelat dengan baut, serta sambungan bola (ball joint). Mengingat

sambungan pada ujung-ujung komponen batang merupakan sambungan sendi, pada umumnya

digunakan alat sambung berupa baut. Dengan sambungan ini, konstruksi rangka menjadi

konstruksi prefabrikasi yang dapat dibongkar pasang (knock-down).

1.2. Identifikasi Masalah

Dalam rangka pemanfaatan bambu tali sebagai komponen pada konstruksi rangka

batang ruang, maka perlu diketahui sifat fisik dan mekaniknya sebagai dasar dalam

perhitungan kekuatannya. Selama ini sudah banyak penelitian mengenai sifat fisik dan

mekanik bambu, termasuk bambu tali, tetapi penelitian tersebut dilakukan dengan mengacu

pada standar pengujian kayu yang dimodifikasi. Sementara saat ini sudah ada standar

pengujian khusus untuk bambu yaitu ISO 22157-2004, tentang petunjuk pengujian sifat fisik

dan mekanik bambu. Dalam pemanfaatan bambu sebagai komponen rangka batang ruang,

maka beban yang akan diterima adalah beban tarik dan beban tekan. Dalam menerima gaya

tekan, bambu sebagai batang yang langsing perlu diketahui perilakunya menghindari bahaya

tekuk.

4

Pemanfaatan bambu untuk konstruksi rangka batang ruang harus juga memperhatikan

beberapa kendala seperti kelurusan bambu yang terbatas, bentuk bambu yang mendekati

bentuk tabung tirus (taper) dengan diameter yang tidak seragam serta adanya buku yang

jaraknya bervariasi. Walaupun begitu bambu sebagai bahan bangunan mempunyai beberapa

kelebihan, seperti: nilai estika, kuat tariknya yang cukup tinggi, massa jenis yang kecil dan

momen inersianya cukup tinggi. Oleh karena itu, perlu dipelajari cara memanfaatkan bambu

untuk konstruksi rangka batang ruang termasuk merencanakan sambungan, sehingga setiap

komponen rangka batang ruang dapat menahan beban tarik maupun tekan yang timbul. Selain

itu panjang komponen, diameter komponen dan diameter alat sambung serta dimensi

sambungan yang akan digunakan harus direncanakan dengan memperhatikan kekuatannya

dalam menerima gaya-gaya batang yang timbul.

1.3. Perumusan Masalah

Dari beberapa masalah yang ada, penelitian ini dibatasi pada tata cara penggunaan

bambu sebagai komponen rangka batang ruang dengan menggunakan alat sambung baut yang

dapat menahan beban tarik dan tekan.

Untuk menganalisa kelayakan penggunaan buluh bambu sebagai komponen pada

konstruksi rangka batang ruang, maka dirancang beberapa model rangka batang ruang.

Dengan program analisa struktur, model-model tersebut dianalisa untuk mendapatkan

besarnya gaya-gaya batang yang timbul. Besar gaya-gaya batang tersebut kemudian

dibandingkan dengan kekuatan komponen. Adapun pembagian cakupan penelitian dan tahap-

tahap pelaksanaannya ditunjukkan dalam diagram alir (flow chart) pada Gambar 1.2.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan utama penelitian ini untuk mempelajari dan memberikan informasi teknis tentang

penggunaan bambu tali sebagai komponen rangka batang ruang sederhana untuk struktur

rangka atap. Ukuran rangka batang ruang dibatasi sampai ukuran 4 m x 4 m dengan 4

tumpuan serta 3 m x 4 m dengan tumpuan pada satu bidang.

1.5. Manfaat Penelitian

Secara umum, hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan nilai tambah dalam

pemanfaatan buluh bambu tali sebagai bahan konstruksi pada umumnya dan konstruksi rangka

5

Gambar 1.2. Diagram Alir Penelitian

Studi Pustaka : -Sifat fisik dan mekanik bambu - model-model sambungan bambu - perhitungan rangka batang ruang

Bambu Tali > 3 tahun : - pemilahan berdasarkan diameter - pengeringan

• Perhitungan kekuatan komponen • Pembuatan komponen • Uji Kekuatan Sambungan

ANALISA KEKUATAN KOMPONEN

Pengukuran Sifat fisik dan Mekanik Bambu Tali (Kerapatan, σtr max , σtk max, dan τ )

INFORMASI TEKNIS PENGGUNAAN BAMBU UNTUK

RANGKA BATANG RUANG

Pemanfaatan Buluh bambu Tali sebagai komponen pada Konstruksi rangka Batang Ruang

PERUMUSAN MASALAH

PENELITIAN SIFAT DASAR

PERANCANGAN SAMBUNGAN

Analisa Perilaku Tekuk Bambu Tali

• Identifikasi kebutuhan • Analisa masalah • Perancangan konsep • Perancangan detail • Analisa kekuatan

ANALISA STRUKTUR

Perenc beberapa model rangka ruang

Analisa struktur dgn Program Analisa Struktur

Evaluasi gaya-gaya batang terhadap kekuatan komponen

Penelitian 1

Pene- litian

5

Penelitian 4

Penelitian 3

Penelitian 2

6

batang ruang pada khususnya, yang memenuhi syarat fungsi, kekuatan dan keamanan tanpa

meninggalkan faktor estetika.

Secara khusus, hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat pada

masyarakat untuk :

1. Memanfaatkan bambu sebagai bahan bangunan alternatif untuk konstruksi rangka batang

ruang sederhana yang estetis, seperti pergola, entrance, gazebo atau carport. Hal ini,

karena selain ringan, juga dapat dilaksanakan secara prefabrikasi, sehingga memudahkan

pemasangannya serta dapat dipindahkan jika perlu.

2. Pemanfaatan bambu sebagai komponen konstruksi rangka batang ruang, dengan kekuatan

yang optimal sesuai dengan beban yang direncanakan.

1.6. Novelty Penelitian

Selama ini pemanfaatan bambu belum dilengkapi dengan data mengenai perilaku tekuk

bambu. Penelitian terhadap perilaku tekuk bambu tali memberikan gambaran tentang

hubungan tegangan tekuk dengan kelangsingan batang dalam bentuk persamaan logaritma

serta memberikan informasi mengenai pola-pola tekuk yang mungkin terjadi, jika tegangan

kritisnya dilampaui.

Perancangan detail sambungan dilakukan dengan penggunaan dua buah ring sebagai

perantara untuk meratakan gaya yang bekerja, baik gaya tarik, maupun gaya tekan. Dimensi

sambungan dapat dianalisa secara mekanika sesuai dengan besarnya gaya batang yang

bekerja.

Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian aplikatif dengan menggunakan bambu

tali (Gigantochloa apus Kurz) berdiameter sekitar 4 cm dan sekitar 6 cm untuk konstruksi

rangka batang ruang dalam bentuk-bentuk modul struktur rangka atap yang spesifik dengan

panjang komponen 1 m dan 1,25 m yang selama ini belum pernah dilakukan.

2. TINJAUAN PUSTAKA 2. 1. Bambu

2.1.1. Sifat-sifat Umum

Menurut Widjaja (2001), bambu adalah tanaman yang termasuk keluarga

Bambusoideae, salah satu anggota sub familia rumput-rumputan (Gramineae) yang tumbuh

di daerah tropis dan sub tropis mulai dari lembah sampai perbukitan. Bambu mudah sekali

dibedakan dari tumbuhan lain, karena batang bambu berbentuk tabung silinder dengan

diameter sampai 30 cm dan panjangnya dapat mencapai 35 meter. Batang bambu umumnya

berongga dan terbagi atas ruas (internode) yang dibatasi oleh buku (node). Percabangannya

unik, karena setiap ruasnya bercabang.

Pertumbuhan bambu sangat cepat. Pada masa pertumbuhan, bambu tertentu dapat

tumbuh vertikal 5 cm/jam, atau 120 cm/hari. Pemanfaatan bambu perlu memperhatikan

umurnya, karena makin tua umur bambu, makin besar berat jenisnya. Semakin besar berat

jenisnya, semakin besar pula kekuatan mekaniknya. Menurut Sattar et al. (1991), berat jenis

bambu maksimum dicapai pada umur 3 tahun, setelah itu berat jenisnya tidak bertambah lagi.

Oleh karena itu, untuk penggunaan konstruksi pada umumnya digunakan bambu berumur 3

sampai 6 tahun yang dipotong segera setelah tumbuhnya tunas-tunas baru. Sebagai familia

rumput-rumputan, penebangan batang bambu tidak akan mematikan rumpun. Rumpun

tersebut dapat terus menghasilkan buluh-buluh baru.

Dari sekitar 143 jenis bambu yang tumbuh di Indonesia diketahui sekitar 60 spesies

diantaranya tumbuh di Pulau Jawa. Banyaknya bambu di Pulau Jawa, membuat pemanfaatan

bambu sangat beragam. Bambu dimanfaatkan mulai dari akar hingga daun. Akar bambu pada

umumnya dimanfaatkan untuk ukiran, sementara buluhnya untuk bahan bangunan, alat

pertanian, kerajinan tangan, serta alat musik. Sementara daunnya digunakan untuk

pembungkus makanan.

Salah satu bambu yang tumbuh melimpah di Pulau Jawa adalah bambu tali

(Gigantochloa apus Kurz). Bambu yang juga ditemukan di Burma ini, sering digunakan

untuk konstruksi. Bambu tali tumbuh berumpun rapat. Buluhnya dapat mencapai 22 meter

dengan bagian pangkal sampai tengah batang lurus dengan ujung batang melengkung.

Percabangannya dimulai pada 1,5 m dari permukaan tanah, terdiri dari 5 – 11 cabang, satu

8

cabang lateralnya lebih besar dari yang lain. Buluh mudanya berbulu coklat, tetapi luruh

ketika sudah tua dan berwarna hijau. Panjang ruasnya 20 – 60 cm dengan diameter 4 -15 cm

dan tebal dinding sampai 15 mm. Daunnya berukuran 13-49 cm x 2 -9 cm (Widjaja, 2001).

2.1.2. Sifat Fisik dan Mekanik Bambu Tali

Pemanfaatan bambu sebagai bahan bangunan perlu didukung oleh data tentang sifat

fisik dan mekaniknya. Sifat fisik bahan bambu yang perlu diteliti meliputi berat jenis, kadar

air dan kembang susut. Hal ini erat kaitannya dengan keadaan/temperatur udara, yang akan

mempengaruhi kelembaban udara.

Seperti halnya kayu, sifat mekanik bambu sangat dipengaruhi oleh kadar air pada

waktu pengujian. Sifat-sifat mekanik bambu akan bertambah, seiring dengan turunnya kadar

air, tetapi berkorelasi positif terhadap berat jenis (Dransfield dan Wijaya, 1995).

Sifat mekanik menunjukkan kekuatan bahan dan merupakan ukuran kemampuan

bahan untuk menahan beban. Agar suatu bahan dapat dipakai secara optimum, maka sifat

mekanik bahan harus dipahami benar. Tanpa pemahaman sifat mekanik, pemakaian bahan

dapat berlebihan, sehingga dari segi ekonomi menjadi boros, sedangkan pemakaian yang

terlalu kecil akan membahayakan pemakainya.

Bambu sebagai bahan alam, menurut Frick (2004), sifat fisik dan mekaniknya

tergantung pada: jenis bambu, tempat tumbuh, umur bambu; waktu penebangan; kelembaban

udara (kadar air kesetimbangan), dan bagian bambu yang diteliti (pangkal, tengah atau ujung

serta bagian dalam atau bagian tepi/luar).

Pengujian sifat fisik dan mekanik bambu telah dilakukan oleh banyak peneliti di

dunia dan menjadi acuan penelitian selanjutnya. Salah satunya adalah hasil penelitian Janssen

(1981) yang menyusun hasil pengujian sifat fisik dan mekanik bambu berdasarkan

perbandingan antara tegangan terhadap massa jenisnya (G), dengan hasil sebagai berikut :

Kuat tekan : tkσ = 0,094 x G

Kuat lentur : lσ = 0,14 x G

Kuat geser : gτ = 0,021 x G

dimana : tkσ , lσ dan gτ dalam satuan N/mm2 dan G dalam kg/m3.

9

Di Indonesia, penelitian mengenai sifat fisis dan mekanis beberapa jenis bambu lokal

telah dilakukan, salah satunya adalah hasil penelitian Syafi’i (1984) dalam Surjokusumo dan

Nugroho (1994) yang meneliti 5 jenis bambu, yaitu bambu betung, bambu gombong, bambu

kuning, bambu tali dan bambu sembilang. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Sifat fisik dan mekanik beberapa jenis bambu

Sifat yang diuji Jenis Bambu Betung Gombong Kuning Tali Sembilang 1. Berat Jenis 0,61 0,55 0,52 0,65 0,71 2. Susut Volume (%) Bsh - KU 10,62 12,36 11,29 12,45 11,05 KU - KT 4,99 4,96 4,74 4,6 4,49 Susut tebal (%) Bsh - KU 6,02 7,94 4,31 5,83 3,04 KU - KT 4,3 5,75 5,47 5,32 7,03 Susut lebar (%) Bsh - KU 4,81 6,58 3,19 6,3 2,48 KU - KT 4,83 5,96 4,19 3,6 7,57 3. M O R (kg/cm2) 1.638 1.356 1.148 -*) 1.824 4. M O E (kg/cm2) 131.192 98.294 76.205 -*) 143.207

5. Kuat Tekan // (kg/cm2) 605 521 455 -*) 627 6. Kuat Tarik // (kg/cm2) 2.127 1.914 1.322 2.004 1.907

Sumber : Syafi’i (1984) dalam Surjokusumo dan Nugroho (1994) Keterangan : *) Tidak dapat dibuat spesimen percobaan karena dinding terlalu tipis.

Sementara sifat mekanik bambu tali yang dipanen pada umur 3 tahun menurut

Widjaja dalam Dransfield dan Widjaja (1995) dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Sifat mekanik bambu tali (Gigantochloa apus Kurz)

Sifat Mekanik Basah Kering Udara

dgn buku tanpa buku dgn buku tanpa buku MOR (N/mm2)* 102 71,5 87,5 74,5 Kuat Tekan (N/mm2) 24 23,5 37,5 33,9 Kuat Geser (N/mm2) 7,68 5,99 7,40 7,65 Kuat Tarik // (N/mm2) 294**) 299**)

Catatan : *) sampel berupa buluh bambu **) tidak ada keterangan sampel.

10

Kekuatan mekanis bambu sangat dipengaruhi oleh jumlah serat pada bambu.

Penyebaran serat bambu bervariasi baik secara horizontal, maupun secara vertikal. Persentasi

serat dibagian luar lebih banyak. Dalam arah vertikal jumlah serat makin ke atas makin

bertambah (Liese, 1980). Nuryatin (2000) yang meneliti beberapa sifat dasar bambu, juga

meneliti sampel bambu tali dengan variabel posisi vertikal sampel (pangkal, tengah dan atas)

Adapun bambu tali yang digunakan berasal dari daerah Dramaga, dan hasilnya dapat dilihat

pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Sifat fisik dan mekanik bilah bambu tali

Sifat Dasar Pangkal Ujung Rata-rata Berat Jenis 0,37 0,49 0,43 Susut Tebal (%) 19,85 12,48 16,16 Susut Lebar (%) 19,19 12,69 15,94 Kuat Tekan// (kg/cm2) 302,06 312,01 307,03 Kuat Tarik// (kg/cm2) 1.312,79 1.480,18 1396,48 MOE (kg/cm2)* 123.598 153.385 138.492

Sumber: Nuryatin (2000) Catatan : *) sampel berupa bilah bambu

Serat bambu pada bagian buku tidak semua lurus, sebagian berbelok menuju sumbu

batang, sebagian lagi menjauhi sumbu batang. Oleh karena itu, kuat tarik bambu pada bagian

buku adalah bagian terlemah. Penelitian Morisco (2005) terhadap kuat tarik bambu tali

memberikan nilai 151 MPa untuk kuat tarik sampel tanpa buku dan 55 MPa untuk sampel

dengan buku. Selanjutnya, penelitian tersebut juga dilakukan untuk mengamati kuat tarik

dan kuat tekan sampel yang dibedakan berdasarkan posisinya seperti dapat dilihat pada

Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Kuat tarik dan kuat tekan bambu tali

Bagian Kuat Tarik (MPa) Kuat Tekan (MPa) Pangkal 144 215 Tengah 137 288 Ujung 174 335

Sumber : Morisco (2005)

Pemakaian bambu sebagai bahan bangunan harus dirancang berdasarkan kekuatan

bambu. Berdasarkan hasil pengujian bambu memberikan nilai yang bervariasi, maka dengan

memperhitungkan faktor keamanan dapat diperoleh nilai tegangan ijin.

11

Penelitian yang dilakukan Purwito (1995) terhadap bambu tali yang berumur

lebih dari 3 tahun selain memberikan hasil berupa kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur dan

MOE juga memberikan rekomendasi tegangan ijin, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.5. Tabel 2.5. Kuat tarik, kuat tekan, kuat lentur dan MOE bambu tali

Sifat Mekanis

Hasil Penelitian (kg/cm2)

Tegangan Ijin (kg/cm2)

Tegangan Ijin (MPa)

σtarik 1.000 – 4.000 300 29,20 σtekan 250 – 1.000 80 7,84 σlentur 700 – 3.000 100 9,81 MOE 100.000 – 300.000 100.000 9.806

Sumber : Purwito (2005)

Penelitian sifat mekanik bambu juga pernah dilakukan untuk meneliti tegangan

lentur batas, regangan batas tarik dan modulus elastisitas lentur. Penelitian yang

dilakukan oleh DPMB (1984) dalam Morisco (2006) menggunakan sampel bambu

bebas cacat dengan sampel bambu kering udara dengan kadar air 10 -20%. Penelitian

dilakukan menggunakan tiga jenis bambu, yaitu bambu tali, bambu temen dan bambu

petung. Khusus nilai rata-rata hasil penelitian terhadap bambu tali dapat dilihat pada

Tabel 2.6.

Tabel 2.6. Nilai elastisitas bambu tali

Besaran Rata-rata dengan buku tanpa buku

Teg batas lentur (MPa) 80 124 Regangan batas tarik (x 10-6) 7.099 8.885 Modulus elastisitas lentur (MPa) 5.751 12.133 Modulus elastisitas tarik (MPa) 8.908 15.225

Sumber : Morisco (2006)

2.1.3. Keawetan dan Pengawetan Bambu

Bambu pada umumnya mudah diserang jamur dan serangga (kumbang dan rayap).

Keawetan bambu tergantung pada keadaan lingkungan, tetapi secara umum bambu yang

tidak diawetkan dan berhubungan langsung dengan tanah dan tidak terlindung hanya dapat

bertahan 1-3 tahun. Penggunaan bambu yang terlindung di bawah atap dapat bertahan 4 -

7 tahun atau bahkan lebih, tergantung pada penggunaan dan kondisinya. Bambu yang

12

digunakan dalam lingkungan ideal seperti untuk rangka atap dapat bertahan sampai lebih

dari 10 – 15 tahun (Liese , 1980b).

Keawetan alami bambu sangat tergantung pada beberapa faktor; di antaranya umur,

waktu penebangan dan kandungan pati, cara penyimpanan dan pemakaian serta pengaruh

iklim. Pada umumnya kerusakan bambu disebabkan oleh bubuk kayu kering. Menurut

Nandika et al. (1994), jenis bambu yang kandungan patinya tinggi cenderung lebih disukai

bubuk kayu kering.

Untuk mendapatkan bambu yang kadar patinya rendah, upaya dapat dilakukan

dengan mengatur waktu penebangan, yaitu pada saat kandungan patinya rendah. Menurut

Dransfield dan Widjaja (1995) pemanenan bambu harus dilakukan pada awal musim panas

untuk menghindari serangan bubuk. Selanjutnya dijelaskan pula, untuk bambu tali yang

tumbuh di Indonesia, waktu pemanenan yang terbaik adalah antara bulan Maret dan Oktober.

Sementara menurut Morisco (2005), berdasarkan tradisi di Jawa waktu yang baik adalah

antara akhir Maret sampai pertengahan Mei. Walaupun tidak diketahui alasannya, tetapi cara

tersebut memberikan hasil yang baik.

Berdasarkan hasil-hasil penelitian, semakin tinggi kandungan pati pada bambu,

semakin tinggi pula kemungkinan bambu itu diserang kumbang bubuk. Berdasarkan

penelitian Sulthoni (1988) dalam (Morisco, 2005), bambu ampel mempunyai kandungan pati

yang sangat tinggi, sehingga cukup potensial diserang bubuk, sebaliknya bambu tali

mempunyai kandungan pati yang rendah, sehingga kurang disenangi bubuk.

Upaya pengawetan bambu dapat dilakukan baik dengan cara tradisional maupun

secara kimia. Secara tradisional, biasanya setelah ditebang bambu direndam dalam air

tergenang, air mengalir ataupun dalam lumpur selama beberapa minggu sampai beberapa

bulan. Menurut Nandika et al. (1994), metoda tersebut dapat menurunkan kandungan pati

dan cukup baik untuk mengurangi serangan bubuk tetapi tidak efektif terhadap serangan

jamur dan rayap. Metoda itu mempunyai kelemahan; antara lain : memerlukan waktu yang

lama, menyebabkan bambu berbau dan akan menurunkan kekuatan mekaniknya.

Keterawetan bambu secara umum rendah dan tergantung pada jenis, umur dan kadar

air buluh, metoda perlakuan dan jenis bahan pengawet. Faktor-faktor tersebut dipengaruhi

oleh anatomi struktur. Anatomi bambu berbeda dengan anatomi kayu yang berpengaruh

terhadap cara pengawetannya. Vessel pada bambu arahnya axial dan terisolasi satu dengan

13

yang lainnya dan hanya berhubungan pada ruas. Selain itu bambu tidak mempunyai sel jari-

jari (Suardika, 1994). Oleh karena itu, dapat dianggap larutan pengawet hanya bergerak

dalam arah vertikal.

Bahan pengawet yang digunakan adalah bahan kimia yang beracun terhadap

organisma perusak seperti: tembaga (Cu), chrom (Cr), flour (F) dan boron (Br). Bahan yang

digunakan, biasanya sudah dalam bentuk formulasi khusus seperti: asam borat, borax, CCB

ataupun CCF (Muslich, 2005). Ada beberapa metoda yang biasa dilakukan untuk

mengawetkan bambu, mulai dari metoda rendaman, cara Boucherie dan metode pengawetan

bambu Boucherie-Morisco (Morisco, 2005).

2.2. Rangka Batang Ruang

2.2.1. Tinjauan Umum

Akhir-akhir ini ada kecenderungan untuk menggunakan konstruksi yang ringan dan

praktis, tetapi cukup kuat. Struktur ruang merupakan suatu bentuk yang berkembang dan

menarik. Dibandingkan dengan struktur tradisional, yang merupakan konstruksi bidang,

konstruksi ruang membutuhkan bahan yang lebih sedikit, sehingga lebih ringan dan

ekonomis. Jika pada struktur bidang, semua elemen dibatasi tempatnya oleh sebuah bidang

datar, maka pada konstruksi ruang, elemen tersebut dapat ditempatkan pada sembarang arah

dalam ruang (Makowski, 1988).

Struktur rangka batang ruang terdiri dari rangkaian batang sebagai komponen

(members) dan alat sambungan (joint). Rangka batang ruang (space truss) sebagai suatu

struktur ruang yang pada umumnya terbuat dari bahan pipa besi dengan konus, hexagon dan

baut baja yang digabungkan menjadi satu dengan lainnya pada satu titik yang merupakan

sambungan sendi (Gambar 2.1.).

Rangka batang ruang pada umumnya digunakan sebagai rangka atap yang merupakan

pengembangan dari struktur-struktur bidang, seperti kuda-kuda. Struktur ini terbuat dari

komponen-komponen lurus dan didesain untuk mencakup daerah-daerah luas tanpa

penumpu-penumpu antara. Rangka ini terdiri dari batang-batang yang digabungkan bersama

pada setiap ujung yang stabil sebagai struktur tiga dimensi. Alat sambung yang biasa

digunakan pada titik buhul; diantaranya: balljoint dan sambungan dengan pelat yang

dibentuk khusus (Gambar 2.2.)

14

Gambar 2.1. Konstruksi rangka batang ruang untuk atap.

(a) (b)

Gambar 2.2. Alat sambung pada titik buhul. (a) ball joint dan (b) pelat .

Bentuk dasar dari suatu rangka batang ruang adalah segitiga. Bentuk segitiga ini

dalam bentuk ruang tersusun dalam bentuk tetrahedron (Gambar 2.3.), yang dibentuk dari

penyambungan enam batang dengan empat titik simpul (joint) dimana tetrahedron ini

digunakan sebagai acuan untuk membuat suatu rangka batang ruang. Pada rangka batang

ruang berbentuk persegi bangun rangka batang ruang biasa disusun dari bangun tetrahedron

dan semi-oktahedron (Gambar 2.4.)

Dalam menganalisa konstruksi rangka diasumsikan : elemen batang lurus, sambungan

berupa sambungan sendi; beban dan reaksi hanya bekerja pada titik simpul dan merupakan

Gambar 2.3. Tetrahedron Gambar 2.4. Semi-Oktahedron

15

gaya tarik atau tekan, tanpa momen. Pada struktur rangka ruang, beban yang diterima

disalurkan ke tiga arah sumbu yaitu sumbu x, y dan z, sebagai gaya yang harus diterima

struktur rangka batang ruang. Gaya-gaya ini didistribusikan pada batang sedemikian rupa,

sehingga yang timbul pada batang merupakan gaya tarik atau tekan, tanpa momen.

2.2.2. Analisa Gaya Batang pada Konstruksi Rangka Batang Ruang

Dalam perencanaan struktur, kekuatan menjadi faktor yang penting, karena berkaitan

dengan keselamatan. Untuk mengetahui apakah suatu dimensi cukup kuat, maka perlu

diperhitungkan kekuatan bahan dan gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing komponen

akibat beban yang bekerja pada struktur secara keseluruhan. Dalam menganalisa gaya-gaya

batang pada konstruksi rangka dikenal beberapa metode perhitungan seperti distribusi

momen. Untuk perhitungan rangka batang dimana sambungan merupakan sambungan sendi,

maka dapat digunakan cara free body. Metode-metode tersebut pada umumnya diterapkan

pada bentuk struktur yang secara geometris bentuknya sederhana; yaitu bentuk struktur dua

dimensi. Pada bentuk struktur ruang yang metoda tersebut sulit untuk diterapkan. Metoda

lain yang dikembangkan kemudian adalah metode elemen hingga (finite element method).

Metoda ini dapat diterapkan pada berbagai bentuk struktur. Pada saat ini perhitungan

struktur dengan metode ini telah disusun menjadi program komputer yang akan sangat

membantu dalam perhitungan analisa struktur; salah satunya adalah program SAP (Structural

Analysis Program) Dalam program ini terdapat fasillitas untuk perencanaan bermacam

material struktur, baik baja, beton, kayu maupun bahan lainnya. Untuk menjalankan program

tersebut, selain perlu diketahui bentuk struktur yang direncanakan, diperlukan juga masukan

mengenai besar-besaran fisik dan mekanik dari material yang akan digunakan.

2.2.3. Perhitungan Kekuatan Komponen

1. Komponen Tarik

Perencanaan komponen tarik pada hakekatnya menentukan luas penampang lintang

yang cukup untuk menahan beban yang diberikan. Komponen tarik tanpa lubang akan

mencapai kekuataan maksimum bila semua serat penampang lintang batang meleleh,

dengan kata lain distribusi tegangan tarik sudah merata pada penampang. Kekuatan itu

bisa dinyatakan sebagai berikut :

16

Pu = σy. Ab

Keterangan : Pu = Kekuatan maksimum (kg)

σy = Tegangan leleh (kg/cm2)

Ab = Luas penampang bruto (cm2)

Untuk komponen tarik yang berlubang seperti akibat lubang paku keling atau baut,

luas penampang lintang yang diredusir (luas netto) digunakan dalam perencanaan.

Lubang pada batang akan menyebabkan penyebaran tegangan yang tidak merata.

Kekuatan batang tarik yang berlubang bisa dituliskan sebagai berikut :

Pu = σy. An

Dimana : An adalah luas penampang lintang netto. Beban kerja yang aman P bisa

dihitung dengan membagi kekuatan dengan faktor keamanan (safety factor, sf), maka :

sfA

P ny .σ= = ntr A.σ .................................................................................... (2.1.)

Dengan trσ sebagai tegangan ijin tarik untuk kondisi beban kerja.

2. Komponen Tekan

Komponen tekan jarang sekali mengalami tekanan aksial saja. Jika suatu

komponen mendapat gaya tekan, maka pada batas tertentu akan timbul kejadian tekuk

pada komponen tersebut, beban kritis ini disebut beban tekuk dan dinyatakan dengan Pk.

Namun bila pembebanan ditata sedemikian rupa hingga tekuk dapat diabaikan, maka

komponen tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai komponen yang dibebani

secara sentris.

Tegangan yang timbul tegangan tekuk σk (kg/cm2), sehingga pada suatu

penampang dengan luas A (cm2) berlaku:

APk

k =σ ....................................................................................................... (2.2.)

Kekuatan tekuk juga tergantung pada panjang tekuk (Lk) dan momen kelembaman

batang minimal (Imin) dari penampang batang. Untuk perhitungan tekuk dimasukkan pula

besaran-besaran berikut.

17

a. Jari-jari kelembaman minimum ( i min) dari penampang A.

i min = A

I min ...................................................................................... (2.3.)

b. Kelangsingan (λ) dari batang yang ditentukan oleh rumus :

λ = maxmin

λ≤iLk

............................................................................................... (2.4.)

c. Menghitung tegangan tekan yang terjadi :

σtk = ω . AP < tegangan izin .............................................................. (2.5.)

Keterangan : σtk = Tegangan tekan yang terjadi (kg/cm2)

λ max = Angka kelangsingan maksimum (tanpa satuan)

ω = Harga faktor tekuk (tanpa satuan)

P = Gaya tekan pada batang (kg)

A = Luas Penampang (cm2)

3. Tekuk pada Komponen Tekan

Pengamatan dapat dilakukan pada dua buah tongkat (T1 dan T2) yang

mempunyai penampang `sebesar pensil. Jika tongkat T1 panjangnya 20 cm sementara

tongkat T2 panjangnya 100 cm, Besarnya beban maksimum yang dapat diterima tongkat

T1 akan lebih besar bila dibandingkan dengan beban maksimum T2. Tegangan pada

alas kedua tongkat besarnya sama dengan beban dibagi luas penampang. Walaupun

begitu keseimbangan tongkat sangat dipengaruhi oleh kelangsingannya. Besarnya

tegangan pada tongkat tepat pada saat akan tertekuk disebut tegangan kritis, sedangkan

besarnya gaya maksimum yang dapat diterima sebelum tongkat tertekuk disebut beban

kritis (Pcr).

Rumus Euler untuk komponen struktur yang mengalami tekan :

2

22

2

2 .....

kkcr L

iAEL

IEP ππ== ................................................................... (2.6.)

( ) AP

iLE

AP

K

crcr

ωπσ ./.

2

2

=== ..................................................................... (2.7.)

18

dengan : Pcr = Beban tekuk kritis

E = Modulus elastis

I = Momen inersia minimum

Lk = Panjang tekuk (besarnya tergantung keadaan ujung batang ).

A = Luas penampang

i = Jari-jari kelembaman

ω = Faktor tekuk

crσ = Tegangan kritis

Untuk konstruksi baja dan kayu, nilai-nilai ω sudah tersedia dalam bentuk tabel.

Untuk konstruksi bambu, nilai ini harus dicari terlebih dahulu dengan mempelajari

perilaku buluh bambu terhadap pengaruh tekan.

2.3. Sambungan Bambu

Agar pemanfaatan bambu dapat optimal, maka dibutuhkan sambungan yang mampu

memikul dan meneruskan gaya-gaya yang bekerja, setara dengan kemampuan buluh bambu.

Bentuk bambu yang berupa silinder agak mengerucut dengan lubang di dalamnya serta sekat-

sekat yang disebut buku, menjadi kendala dalam pembuatan sambungan, terutama

sambungan yang dapat menahan beban tarik. Sebenarnya sudah banyak penelitian yang

dilakukan untuk mengembangkan bentuk sambungan bambu, hanya saja pemakaiannya

masih kurang mendapat perhatian. Secara umum sambungan bambu dapat dibagai menjadi

dua kategori; yaitu: sambungan bambu tradisional dan sambungan bambu berdasarkan

penelitian.

1. Sambungan Bambu Tradisional

Sambungan tradisonal pada umumnya menggunakan paku, pasak dan tali untuk

membuat sambungan. Pemakaian paku akan mengakibatkan bambu mudah terbelah, kecuali

jika bambu dibor terlebih dahulu. Untuk menghindari belah digunakan tali pengikat yang

kadang juga berfungsi sebagai aksen sambungan. Tali yang digunakan pada umumnya

terbuat dari ijuk, rotan ataupun kulit bambu. Ada banyak sambungan bambu yang secara

tradisional sering digunakan; antara lain :

a. Sambungan bambu dengan tali, paku ataupun pasak (Gambar 2.5.).

19

Sambungan ini mengandalkan geser antara bambu dengan tali, sehingga kembang

susut bambu akan mempengaruhi kekuatan sambungan. Tali yang dipakai pada umumnya

rotan, ijuk ataupun tali yang terbuat dari kulit bambu.

(a) (b) (c)

Gambar 2.5. Sambungan bambu dengan tali. (Sumber : (a) & (b) http://www.bambus\new\eng; (c) koleksi pribadi)

b. Sambungan Bambu dengan Lubang

Untuk membuat sambungan ini, bambu dilubangi untuk memasukkan pen bambu

ataupun bambu yang berdiameter lebih kecil. Sambungan ini dapat menahan tekan, tetapi

lemah menahan tarik. Kerusakan sambungan ini akan terjadi karena geser (Gambar 2.6.).

Makin besar lubang yang dibuat, makin besar pula perlemahannya.

Gambar 2. 6. Sambungan dengan lubang.

(Sumber: (a) López, 1981; (b) http://www.bambus\new\eng)

(a)

(b) pasak

20

2. Sambungan Bambu yang Didukung Penelitian

Upaya untuk meningkatkan kekuatan sambungan bambu perlu didukung penelitian

eksperimen, mulai dari sifat fisik dan mekanik bahan agar kekuatan sambungan dapat

dianalisa. Penelitian eksperimen terhadap sambungan perlu dilakukan untuk mengamati

perilaku sambungan yang dirancang. Ada berbagai bentuk sambungan yang telah

dikembangkan, serta didukung oleh penelitian baik di Indonesia maupun mancanegara, di

antaranya :

a. Sambungan tarik

Sambungan yang dikembangkan oleh Duff pada tahun 1941 (Janssen, 1981) dengan

mengisi ujung bambu dengan kayu yang mengerucut dengan sebuah baut di dalamnya,

sedangkan bagian luar bambu diberi ring yang terbuat dari logam (Gambar 2.7.).

Dilaporkan, dengan menggunakan bambu berdiameter 64 mm, sambungan ini dapat

menahan beban tarik sebesar 27 kN.

b. Sambungan dengan pipa logam

Untuk membuat sambungan ini, setiap ujung buluh diisi dengan pipa logam, kemudian

diberi baut. Sambungan ini dikembangkan oleh Shoei Yoh pada tahun 1989 (Gambar

2.8.). Dengan adanya pipa di dalam bambu, buluh bambu tidak mudah pecah walaupun

baut dikencangkan. Walaupun begitu jika terjadi beban tarik, maka akan terjadi geser.

Ring logam

Baut

Gambar 2.7. Sambungan tarik. (Sumber: http://www.bambus\new\eng)

Kayu pengisi

21

Gambar 2.8. Sambungan dengan pipa. (Sumber: http://www.bambus\new\eng)

c. Sambungan dengan inti kayu

Pada sambungan ini setiap ujung bambu diisi dengan silinder kayu dengan perekat yang

bentuk ujungnya disesuaikan dengan kebutuhan (Gambar 2.9.) Selanjutnya untuk

merangkai sambungan dapat dikerjakan dengan seperti mengerjakan sambungan pada

konstruksi kayu. Jika diperlukan, pada bagian dalamnya dapat ditambahkan pelat besi

sebagai alat sambung.

Gambar 2.9 . Sambungan Bambu dengan pengisi kayu.

(Sumber : Villalobos, 1993) d. Sambungan dengan penutup

Sambungan ini dirancang agar gaya yang bekerja disalurkan melalui dinding luar bambu,

melalui penutup pada ujung buluh. Agar perekat antara penutup dengan bambu dapat

bekerja dengan baik, pada bambu bagian luar dibuat takikan melingkar. Ada dua

penelitian yang menggunakan penutup sebagai alat sambung; yaitu:

(1) Bruno Huber

22

Sambungan yang dikembangkan menggunakan penutup aluminium atau baja (Huber,

2005), sehingga penutup ini dapat dilubangi atau dilas ke bagian logam yang lain

(Gambar 2.10a)

(2) Albermani, et al. (2006)

Sebagai alat sambung penutup yang pergunakan terbuat dari PVC dengan bentuk

khusus (Gambar 2.10b), sedemikian rupa sehingga dapat disambungkan

menggunakan baut. Kegagalan sambungan ini terjadi pada PVC. Dengan

menggunakan bambu Phyllostachy pubescen berdiameter sekitar 6 cm, dilaporkan

beban tekan dan tarik maksimum yang dapat dicapai berturut-turut 2400 kg dan

900kg (Albermani et al., 2007).

(a) (b)

Gambar 2.10. Sambungan dengan penutup. (Sumber: (a)Huber,2005; (b) Albermani,2007)

e. Sambungan untuk kuda-kuda (rangka batang)

Rangka batang merupakan konstruksi yang secara tradisional sering menggunakan

bambu. Untuk itu ada beberapa model sambungan yang telah dikembangkan; di

antaranya :

(1) Sambungan dengan pelat baja dan pengisi.

Untuk membuat sambungan kaku digunakan pengisi dari mortar semen dan kayu

dengan pelat buhul terbuat dari pelat baja (Gambar 2.11a). Dengan menggunakan

bambu betung berdiameter 8 cm, kekuatan sambungan dapat mencapai 4 ton

(Morisco, 1999)

(2) Sambungan dengan pelat sambung dari papan kayu

23

Untuk kuda-kuda bambu prefabrikasi sambungan dibuat menggunakan pelat sambung

papan dengan ketebalan 2 cm dengan baut φ 12 mm (Gambar 2.11b), dapat dibuat

kuda-kuda dengan bentang 8 m (Purwito, 2007)

(a) (b) Gambar 2.11. Sambungan untuk kuda-kuda (sumber: (a) Morisco,1999; (b) koleksi pribadi)

f. Sambungan dengan pengisi untuk konstruksi rangka batang ruang (space truss)

Pengembangan sambungan ini pada umumnya mengacu pada penelitian yang dilakukan

Duff (Gambar 2.7.) dengan beberapa penyempurnaan, di antaranya : sambungan yang

dikembangkan oleh Tonges dengan menggunakan pengisi mortar semen dengan bagian

luar buluh dililit dengan tambang stainless atau pita fiber glass (Gambar 2.12.). Dengan

menggunakan bambu berdiameter 10,6 cm, dapat dibuat komponen rangka batang ruang

sepanjang 2 m (Tönges, 2005)

Gambar 2.12. Sambungan bambu untuk komponen rangka batang ruang (sumber : koleksi pribadi)

g. Sambungan untuk menggabungkan beberapa buluh

Pemakaian satu buluh bambu sebagai balok atau kolom kadang kala tidak memenuhi.

Untuk itu perlu dilakukan usaha agar buluh bambu dapat digabungkan. Berbeda dengan

KAYU PENGISI

BETON

Resin

Beton

Kayu

24

kayu yang dapat digabungkan dengan mudah, karena bentuknya berupa silinder

penggabungan buluh bambu agar dapat bekerja sama perlu teknik tersendiri. Beberapa

penelitian yang telah dilakukan :

(1) menggunakan pita baja dengan bagian ujung diisi silinder kayu dengan batang baja

ditengahnya (Gambar 2.13a). Jika perlu batang-batang baja ini dapat las.

(2) menggunakan pasak berbaji (Gambar 2.13b). Dengan pasak berukuran 3 cm x 1 cm

ini diperoleh gaya geser yang dapat diterima mencapai 3.000 kg, 3.300 kg dan 3.450

kg untuk pemasangan berturut-turut satu, dua dan tiga pasak (Gambar 2.13c).

Penggunaan pasak berbaji yang terbuat dari bambu, selain bahannya mudah didapat,

biaya ringan dan aplikasinya mudah (Bachtiar dan Surjono, 2005).

(a) (b) (c)

Gambar 2.13. Sambungan untuk menggabungkan beberapa buluh. (Sumber : (a) Villalobos,1993 ; (b) & (c) koleksi pribadi)

Selain itu, masih banyak model-model sambungan lain yang telah dikembangkan,

terutama di mancanegara seperti Jerman, Australia, Belanda dan Columbia.

3. SIFAT FISIK DAN MEKANIK BAMBU TALI

3.1. Pendahuluan

Analisa teoritis dan hasil eksperimen mempunyai peranan yang sama

pentingnya dalam mekanika bahan (Gere dan Timoshenko, 1997). Teori digunakan

untuk menurunkan rumus dan persamaan untuk memprediksi perilaku bahan.

Walaupun begitu, teori hanya dapat digunakan dalam desain praktis jika besaran fisik

bahan diketahui. Besaran ini diperoleh dari hasil eksperimen di laboratorium. Bambu

sebagai bahan alami mempunyai sifat fisik dan mekanik bervariasi, baik karena

pengaruh jenis, tempat tumbuh maupun karena pengaruh umur. Selain itu, dalam satu

batang bambu pun terdapat variabilitas, baik secara vertikal (pangkal, tengah, ujung)

maupun secara horizontal (kulit/luar, dalam) serta pengaruh keberadaan buku.

Dalam perencanaan bambu sebagai komponen rangka batang ruang, perlu

dihitung gaya-gaya yang bekerja pada masing-masing batang bambu sebagai

komponen dalam struktur yang direncanakan. Agar gaya-gaya batang dapat dihitung

secara teliti, maka digunakan program analisa struktur. Untuk menjalankan program ini

diperlukan masukan berupa besaran sifat fisik dan mekanik material yang akan

digunakan; seperti : kerapatan, kuat tekan, kuat tarik dan modulus elastistitas.

3.2. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik bambu tali

yang meliputi : kerapatan, kadar air, penyusutan kuat tekan, kuat tarik, kuat geser, dan

modulus elastisitas, sebagai dasar pada perhitungan analisa struktur dan perancangan

dimensi sambungan.

3.3. Bahan dan Metode

3.3.1. Bahan dan Alat

Bahan yang dipakai dalam penelitian ini adalah bambu tali (Gigantochloa apus

Kurz) berumur lebih dari 3 tahun yang tumbuh di daerah Depok. Mengingat buluh

bambu tali cenderung lurus pada bagian pangkal sampai tengah dengan ujungnya

melengkung (Gambar 3.1.a.), maka bagian yang cocok dimanfaatkan sebagai bahan

26

bangunan adalah buluh bambu bagian pangkal sampai tengah yang cenderung lurus.

Berdasarkan hal tersebut penelitian yang dilakukan hanya meneliti bambu bagian

pangkal dan tengah saja dengan pengambilan sampel seperti pada Gambar 3.1.b.

Alat yang digunakan untuk pengujian sifat fisik diantaranya timbangan dengan

ketelitian 0,01 gram, jangka sorong dan oven. Untuk pengujian sifat mekanik dipakai

UTM (Universal Testing Machine) merk Instron dengan kapasitas 5000 kgf.

3.3.2. Metoda

Pengujian dilakukan dengan berpedoman pada Standar ISO, yaitu ISO 22157-

2004, tentang petunjuk pengujian sifat fisik dan mekanik bambu. Sampel dibuat

menggunakan bambu dalam keadaan kering udara dengan 5 (lima) ulangan untuk

masing-masing pengujian. Untuk mengukur kadar air dan penyusutan, sampel

dikeringkan dalam oven dengan suhu 103+20C selama 24 jam (sampai mencapai berat

tetap). Adapun bentuk dan ukuran sampel dapat dilihat pada Gambar 3.2.

2m

1 ruas tidak digunakan 1m ( pangkal)

1m ( tengah)

(a) Bentuk rumpun Gambar 3.1. Bambu tali serta pengambilan sampel.

(b) Posisi sampel pada batang

27

Untuk menghitung kerapatan, kadar air dan penyusutan, sesuai dengan ISO

22157-2004, digunakan persamaan di bawah ini :

ρ (g/cm3) =KU

KT

VB ............................................................................................(3.1.)

KA (%) = %100xB

BB

KT

KTKU − .....................................................................(3.2.)

Penyusutan (% )= %1000

10 xL

LL − ................................................................(3.3.)

dengan :

ρ = Kerapatan bambu (g/cm3)

BKT = Berat kering tanur (g)

BKU = Berat kering udara (g)

VKU = Volume kering udara (cm3)

KA = Kadar air (%)

L0 = Dimensi awal (mm)

L1 = Dimensi akhir (mm)

h=D

D

h=D

D

300 100 300

10 20

1:20

(a)

(e) (d) (c) (b)

Gambar 3.2. Sampel pengujian sifat dasar. (a) Sampel uji tarik (ukuran dalam mm); (b) sampel uji tekan tanpa buku (c) sampel uji tekan dengan buku; (d) sampel uji geser melalui tekan; (e) sampel uji geser melalui tarik

28

Untuk menghitung tegangan geser, tegangan tarik, tegangan tekan digunakan

persamaan 3.4. dan modulus elastisitas dihitung menggunakan persamaan 3.5. di

bawah ini :

σ AFult= ...............................................................................................(3.4.)

E = 2080

2080

εεσσ

−−

...................................................................................(3.5.)

dengan :

σ = Tegangan (MPa)

Fult = Gaya maksimum (N)

A = Luas penampang bambu (mm2)

E = Mmodulus elastisitas (MPa)

ξ = Regangan (tanpa satuan) = 0

0

lll −

σ80 = Tegangan yang merupakan 80% dari σult

σ20 = Tegangan yang merupakan 20% dari σult

ε80 = Regangan pada saat σ80

ε20 = Regangan pada saat σ20

3.4. Analisa data

3.4.1. Sifat Fisik Bambu Tali

Untuk hasil pengujian sifat fisik, data masing-masing sifat dianalisis dengan

statistik deskriptif sederhana yang meliputi nilai rataan, maksimum, minimum, standar

deviasi dan koefisien variasi. Hasil pengujian ini dan analisanya disajikan dalam bentuk

tabel.

3.4.2. Sifat Mekanik Bambu Tali

Hasil pengujian mekanika, pada tahap awal dianalisa secara statistik deskriptif

sederhana dan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik. Selanjutnya data yang dianggap

dapat mewakili populasi, dianalisa berdasarkan AC 162 (Acceptance Criteria for

Structural Bamboo) yang dikeluarkan oleh ICBO (International Conference for

29

Building Official) pada tahun 2000 di California. Untuk mendapatkan nilai kekuatan

rencana (S), digunakan rumus :

aCBS =

B= (m-K.SD).DOL ......................................................................................(3.7.)

dengan : B = Tegangan karakteristik

m = Tegangan rata-rata

K = Faktor dari tabel 3 ASTM D2915

SD = Standar deviasi

DOL = Faktor akibat pembebanan (Duration of Loading)

1 untuk beban tetap

1,25 untuk beban sementara

1,5 untuk beban angin dan gempa

Ca = Faktor keamanan (Tabel 3.1)

Nilai K yang akan digunakan dalam perhitungan dipilih untuk tingkat kepercayaan 75%

dengan nilai persentil 5%, sedangkan faktor keamanan yang digunakan dapat dilihat

pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Faktor keamanan untuk masing-masing besaran mekanik

Besaran Faktor Keamanan Modulus Elastisitas 1,00

Kuat Tarik 2,25 Kuat tekan 2,25 Kuat lentur 2,25 Kuat geser 2,25

Sumber : International Conference of Building Official (2000)

3.5. Hasil dan Pembahasan

3.5.1. Sifat Fisik Bambu Tali

1. Kerapatan

Pengujian kerapatan bambu tali yang berumur 3 tahun yang berasal dari daerah

Depok dilakukan terhadap volume kering udara dan berat kering tanur. Hasil pengujian

kerapatan terhadap sampel bagian pangkal dan bagian tengah dapat dilihat pada Tabel

30

3.2. dan hasil tersebut memperlihatkan kerapatan bambu bagian tengah lebih besar

sekitar 15 % dari kerapatan bambu bagian pangkal.

Tabel 3.2. Kerapatan bambu tali

Sampel Ρrataan(g/cm3) ρmax(g/cm3) ρmin(g/cm3) SD CV (%) n Tengah 0,77 0,86 0,69 0,06 8,01 5 Pangkal 0,66 0,78 0,60 0,07 11,02 5 Gabungan 0,71 0,86 0,60 0,08 11,69 10 Catatan : SD =standar deviasi, CV=koefisien variasi, n= jumlah sampel

Nilai kerapatan yang diperoleh lebih besar dari nilai kerapatan hasil penelitian

Syafi’i (1984) dalam Surjokusumo dan Nugroho (1994) yang mendapatkan nilai

kerapatan sebesar 0,65 g/cm3. Demikian juga dibandingkan dengan hasil penelitian

Nuryatin (2000) yang memperoleh nilai kerapatan bagian pangkal dan bagian ujung

berturut-turut sebesar 0,365 g/cm3 dan 0,496 g/cm3. Baik penelitian Syafi’i maupun

Nuryatin menggunakan sampel bambu tali yang berasal dari Dramaga, Bogor.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, terlihat bahwa kerapatan bagian pangkal

lebih kecil dari kerapatan bagian atas.

Untuk perhitungan struktur digunakan nilai kerapatan sampel gabungan yaitu

710 kg/m3 (setara dengan 0,71 g/cm3)

2. Kadar Air

Pengujian kadar air dilakukan untuk melihat banyaknya air yang terkandung

pada bambu dalam keadaan kering udara. Berdasarkan hasil pengujian terlihat bahwa

kadar air kering udara pada bambu bagian tengah sedikit lebih besar dari kadar air

kering udara pada bambu bagian pangkal, seperti ditampilkan pada Tabel 3.3.

Tabel 3.3. Kadar air kering udara pada bambu tali

Sampel KArataan(%) KAmax(%) KAmin(%) SD CV(%) n Tengah 12,15 13,52 10,90 0,87 7,13 6 Pangkal 12,20 12,69 11,42 0,61 5,00 6

Catatan : SD =standar deviasi, CV=koefisien variasi, n= jumlah sampel

Hasil ini tidak jauh berbeda dengan dugaan Janssen (1981) yang

memperkirakan bahwa pada kelembaban relatif (RH) 90 % kadar air kering udara

bambu sekitar 12,7%. Demikian juga jika dibandingkan dengan penelitian Nuryatin

31

(2000) yang mendapatkan kadar air bagian pangkal dan ujung berturut-turut 13,93 %

dan 12,02%. Sementara Dransfield dan Widjaja (1995) menyatakan kadar air kering

udara bambu tali 15,19 %.

3. Penyusutan

Bambu sebagai hasil alam merupakan bahan anisotropis, oleh karena itu

penelitian penyusutan bambu dilihat dari tiga arah, yaitu arah tebal, arah diameter dan

arah longitudinal. Seperti halnya kayu, penyusutan bambu arah longitudinal sangat

kecil (tidak mencapai 1 %), baik untuk bagian pangkal, maupun bagian tengah,

sementara penyusutan diameter baik untuk bagian pangkal, maupun bagian tengah

nilainya sekitar 3 %. Berdasarkan hasil pengamatan, penyusutan tebal pada bambu

bagian pangkal merupakan penyusutan terbesar yaitu sebesar 3,6 %, seperti terlihat

pada Tabel 3.4.

Tabel 3.4. Penyusutan bambu tali pada berbagai arah. Sampel Arah rataan (%) Max (%) Min (%) SD CV(%) n Pangkal tebal 3,65 4,62 2,79 0,87 23,88 5 diameter 3,60 4,37 2,97 0,58 16,17 5 longitudinal 0,14 0,22 0,11 0,05 35,60 5 Tengah tebal 2,25 3,23 1,37 0,71 31,54 5 diameter 3,46 3,89 2,95 0,40 11,66 5 longitudinal 0,12 0,20 0,10 0,05 37,44 5

Catatan : SD =standar deviasi, CV=koefisien variasi, n= jumlah sampel

Hasil penelitian menunjukkan, bahwa susut sampel bagian pangkal lebih besar

daripada susut pada bagian tengah, sedangkan susut tebal dinding bambu tali dari

kering udara ke kering tanur untuk bagian pangkal dan bagian tengah berturut-turut

3,65 % dan 2,25 %. Nilai ini lebih kecil jika dibandingkan dengan penelitian Nuryatin

(2000) yang mendapatkan susut tebal bagian pangkal dan ujung berturut-turut 19,85 %

dan 12,48%, tetapi tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian Syafi’i (1984) yang

meneliti penyusutan bambu tali (tanpa membedakan bagian pangkal ataupun ujung)

mendapatkan susut tebal kering udara ke kering tanur sebesar 5,32 %.

Seperti halnya pada kayu, penyusutan longitudinal baik pada sampel bagian

pangkal maupun pada sampel bagian tengah sangat kecil.

32

3.5.2. Sifat Mekanik

1. Kuat Tarik

Berdasarkan hasil pengujian didapat nilai kuat tarik maksimum sebesar 421

MPa yaitu pada sampel pangkal sebelah luar tanpa buku. Sementara nilai kuat tarik

terkecil terdapat pada sampel tengah bagian dalam dengan buku yaitu sebesar 34 MPa.

Nilai kuat tarik masing-masing kelompok sampel dan variabilitasnya dapat dilihat pada

Tabel 3.5. Secara umum, variasi nilai kuat tarik pada berbagai kelompok sampel dapat

dilihat pada Gambar 3.3.

Tabel 3.5. Kuat Tarik sampel pada berbagai posisi

Sampel*) σrataan (MPa) σmax(MPa) σMin(MPa) SD (MPa) CV(%) n σrenc (MPa) PL0 404,41 540,16 356,39 77,28 19,11 5 95,10 PL1 163,25 186,46 150,20 13,43 8,23 7 57,85 PD0 144,30 178,66 116,93 30,87 21,39 5 30,33 PD1 41,99 62,63 33,11 11,81 28,14 5 5,72 TL0 359,32 380,75 327,15 22,89 6,37 5 134,63 TL1 148,61 154,67 140,60 6,75 4,54 5 58,66 TD0 176,91 213,01 149,76 24,38 13,78 5 51,92 TD1 32,99 39,60 27,92 5,89 17,86 5 8,21

Catatan : SD =standar deviasi, CV=koefisien variasi, n= jumlah sampel *) P= pangkal, T= tengah, L= luar, D= dalam, 0= tanpa buku, 1= dengan buku

Hasil penelitian yang diperoleh tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian

Nuryatin (2000) yang memperoleh kuat tarik pangkal dan ujung berturut-turut 1.312

kg/cm2 dan 1.480 kg/cm2 yang setara dengan 129 MPa dan 145 MPa.

LuarPANGKAL

Dalam LuarTENGAH

Dalam

404

144

359

177

163

42

148

33050

100150200250300350400450

Kua

t tar

ik (M

Pa)

sampel dg bukusampel tanpa Buku

Gambar 3.3. Kuat tarik maksimum rataan pada berbagai kelompok sampel

33

Berdasarkan data yang diperoleh, maka selanjutnya untuk perhitungan struktur

dihitung nilai kuat rencana dengan menggunakan Persamaan 3.7.

Nilai kuat tarik maksimum bambu didapatkan pada sampel bagian pangkal luar

tanpa buku. tegangan maksimum yang didapat 540 MPa lebih besar dari tegangan leleh

baja. Nilai terendah tegangan tarik maksimum didapat pada bagian tengah dalam

dengan buku, yaitu 28,92 MPa. Nilai ini < 10% nilai tegangan tarik maksimum.

Mengingat bahwa dalam pemakaian, sebagian bambu bagian dalam dibuang, maka

untuk perhitungan digunakan nilai tegangan tarik rencana bagian luar yang terkecil.

Berdasarkan hasil perhitungan nilai ini terdapat pada sampel bagian pangkal tanpa

dengan buku yaitu 57,85 MPa. Selanjutnya untuk perhitungan analisa struktur

digunakan nilai tegangan tarik rencana sebesar 57,8 MPa.

Pada semua kelompok sampel nampak dengan jelas bahwa nilai tegangan tarik

bambu akan berkurang lebih dari 50 % jika terdapat buku, seperti dapat dilihat pada

Gambar 3.3. Hal ini mungkin disebabkan arah serat pada daerah buku tidak semua

lurus, karena sebagian serat berbelok ke dalam, dan sebagian kecil berbelok ke luar.

Dalam pembuatan sampel uji tarik dibuat daerah kritis yang luas penampangnya

kecil (Gambar 3.2.a.). Diharapkan, kerusakan akibat beban tarik terjadi pada daerah

kritis, yaitu sampel putus pada daerah tersebut. Pada pengujian yang dilakukan,

putusnya sampel pada daerah kritis seperti pada Gambar 3.4. tidak terjadi pada semua

sampel.

Gambar 3.4. Sampel putus pada daerah kritis.

Kuat tarik bambu bagian dalam yang lebih kecil akan mengakibatkan rusaknya

sampel tidak seragam; seperti terlihat pada Gambar 3.5, dimana pada daerah kritis

sebelah dalam sudah putus, sementara bagian luar belum.

Gambar 3.5. kerusakan pada daerah kritis

34

Besarnya variasi mengakibatkan permasalahan dalam pengujian tarik.

Kerusakan yang terjadi tidak selalu pada daerah kritis, seperti yang diharapkan.

Kerusakan dapat terjadi pada berbagai tempat seperti pada Gambar 3.6, dimana

kerusakan terjadi pada daerah buku atau mengarah pada buku, seperti pada Gambar

3.7. Pada keadaan ini, kerusakan pada daerah kritis terjadi, bukan karena tarik, tetapi

karena geser.

Gambar 3.6. Kerusakan sampel pada daerah buku

Gambar 3.7. Kerusakan sampel bukan pada daerah kritis.

Karena tegangan geser bambu sangat kecil bila dibandingkan dengan kuat

tariknya, maka dalam pembuatan sampel, harus diusahakan agar sampel dibuat

sepanjang mungkin hingga bidang gesernya sebesar mungkin.

Selanjutnya untuk perhitungan struktur, nilai tegangan tarik rencana yang akan

digunakan : σ tarik = 57,8 MPa ( ≅ 589,8 kg/cm2).

2. Kuat Tekan

Bentuk bambu yang berupa tabung dengan sekat-sekat yang disebut buku,

mempunyai sifat mekanis yang khusus, terutama untuk pengujian tekan. Sebagai

silinder berdinding tipis, untuk pengujian tekan murni harus dihindari terjadinya tekuk,

seperti pada Gambar 3.8. Untuk itu tinggi sampel harus diperhatikan, sesuai dengan

standar ISO sampel yang diuji mempunyai tinggi sama dengan diameter luar.

35

Gambar 3.8. Tekuk pada silinder berdinding tipis.

Pada pengujian tekan yang dilakukan pada buluh bambu kering udara (KA=

12,3 %), diperoleh bahwa tegangan tekan maksimum terjadi pada sampel bagian

tengah tanpa buku yaitu 50,35 MPa. Kuat tekan sampel terkecil sebesar 35,01 MPa,

terjadi pada sampel bagian pangkal dengan buku, seperti dapat dilihat pada Tabel 3.6.

Tabel 3.6. Kuat tekan buluh bambu

Kuat Tekan Bambu Tali

4147

3846

0

10

20

30

40

50

Pangkal Tengahsampel

Kua

t Tek

an (M

Pa)

tanpa buku dgn buku Gambar 3.9. Pengaruh buku terhadap kuat tekan buluh bambu.

Berdasarkan pada Gambar 3.9., terlihat bahwa keberadaan buku pada

sampel, baik pada buluh bagian tengah, maupun buluh bagian pangkal jelas terlihat

memperkecil kuat tekan sampel, walaupun tidak terlalu besar. Pada bagian pangkal,

keberadaan buku memperkecil kuat tekan sekitar 8 %. Pada bagian tengah, keberadaan

Sampel*) σrataan (MPa)

σmax (MPa)

σMin (MPa)

SD (MPa)

CV (%) n

σrenc (MPa)

P0 41,21 47,41 36,37 5,04 12,24 5 12,79 P1 37,96 42,92 35,01 3,71 9,76 5 12,81 T0 46,80 50,35 42,41 2,92 6,24 6 17,60 T1 45,84 52,17 42,61 3,33 7,27 6 16,72 *) P=pangkal, T = tengah, 0 = tanpa buku, 1= dengan buku

36

buluh memperkecil kekuatan tekan sekitar 2 %. Hal ini erat kaitannya dengan posisi

dan panjang serat. Pada bagian ruas bambu, serat lebih panjang dan arahnya lurus

(Suranto, 2006), sementara pada bagian buku seratnya lebih pendek dan arahnya

sebagian tegak lurus sumbu batang.

Dari hasil pengujian kuat tekan dengan membedakan sampel yang berasal dari

pangkal dan tengah terlihat bahwa sampel bagian tengah lebih kuat dari sampel bagian

pangkal. Hal ini sejalan dengan penelitian yang telah dilakukan peneliti sebelumnya

dan erat kaitannya dengan panjang seratnya, terutama karena seratnya makin ke atas

makin panjang.

Selanjutnya untuk perhitungan struktur, nilai kuat tekan rencana yang

digunakan: σ tk = 12,7 MPa ( ≅ 129,6 kg/cm2).

3. Kuat Geser

Sesuai dengan tujuan awal penelitian sifat dasar, yaitu untuk mencari besaran

sebagai masukan dalam perhitungan, maka kuat geser yang diperlukan adalah kuat

geser longitudinal dalam bidang tangensial. Hal ini perlu dicermati, karena bambu

merupakan bahan yang bersifat anisotropis. Oleh karena itu, pengujian terhadap kuat

geser dengan standar ISO N22157.-2004, tidak sesuai untuk digunakan karena

pengujiannya dilaksanakan terhadap bidang radial, seperti pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10. Pengujian geser bambu berdasarkan ISO.

Untuk itu pada pengujian geser, pembuatan sampel tidak dilakukan sesuai

standar ISO, tetapi mengacu pada cara pengujian geser kayu (Gambar 3.2.d.) dan

standar pengujian kayu lapis (Gambar 3.2.e.). Hasil pengujian kuat geser dari kedua

metoda tersebut mendapatkan hasil, seperti terlihat pada Tabel 3.7.

37

Tabel 3.7. Kuat geser rataan

Sampel τrataan(MPa) τ Max τ Min SD CV(%) n τ renc.(MPa) Tkn 8,46 9,69 7,92 0,66 7.90 6 3,02 Trk 8,43 9,46 7,10 1,07 12.70 6 2,53

Baik pengujian geser yang dilakukan melalui tekan (mengacu pada pengujian

geser kayu) maupun pengujian geser yang dilakukan melalui tarik (mengacu pada

pengujian kayu lapis) kuat geser yang dihasilkan tidak menunjukkan perbedaan. Jika

dibandingkan dengan hasil pengujian kuat menurut Dransfield dan Widjaja (1995) pada

Tabel 2.2., pada keadaan kering udara tanpa buku, kuat geser bambu tali rataan adalah

7,65 MPa. Hal ini menunjukkan bahwa kuat geser bambu tali memang sangat kecil.

Pada pengujian geser yang dilakukan melalui tekan, benda uji dibuat dengan

tambahan kayu yang direkatkan pada bagian sebelah luar (kulit) dan sebelah dalam,

seperti pada Gambar 3.11. Hal ini mengingat tebal bambu yang relatif tipis, sementara

yang akan diukur adalah kuat geser pada bidang tangensial pada posisi setengah tebal

dinding bambu.

Dalam pembuatan benda uji, harus diperhatikan agar bagian yang ditekan

(bagian pendek) harus merupakan bagian kulit. Jika bambu bagian dalam yang ditekan,

maka kerusakan yang terjadi bukan akibat geser, tetapi akibat tekan pada bagian dalam,

seperti pada Gambar 3.12a. Hal ini menunjukkan bahwa kuat tekan bambu bagian

dalam sangat kecil, sementara pengujian kuat tekan bambu pada umumnya dilakukan

terhadap buluh bambu, sehingga tidak terlihat kuat tekan bambu bagian luar dan kuat

tekan bambu bagian dalam.

P

Bambu

Bidang Geser

Kayu pelapis

Gambar 3.11. Detail benda geser uji geser tekan.

38

(a) (b)

Pengujian kuat geser longitudinal pada bidang tangensial lebih mudah dilakukan

dengan uji geser tarik, karena selain pembuatan sampel lebih mudah, umumnya kuat

tarik bambu jauh lebih besar dari kuat gesernya.

Untuk perhitungan struktur selanjutnya nilai kuat geser rencana (τ ) yang

digunakan nilai : τ rencana = 2,5 MPa ( ≅ 25,5 kg/cm2).

4. Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas merupakan nilai yang menunjukkan perbandingan tegangan

dan regangan, dimana tegangan adalah gaya persatuan luas penampang dan regangan

adalah perbandingan perubahan dimensi dengan dimensi awal. Dengan mengetahui

nilai elastisitas, dapat diketahui perubahan panjang yang akan terjadi, karena pengaruh

beban yang bekerja. Sebagai contoh, kolom beton atau baja jika dibebani gaya tekan

akan mengalami deformasi. Dalam hal ini, timbul perpendekan. Hanya saja, karena

deformasi yang timbul kecil, maka tidak terlihat secara kasat mata. Jika gaya yang

bekerja tidak melebihi batas tertentu, maka deformasi akan hilang setelah gaya

dihilangkan (Timoshenko dan Goddier, 1994).

Dalam mengamati modulus elastisitas pada penelitian ini dilakukan dengan

pengujian modulus elastisitas tekan. Hal ini mengingat bahwa sebagai komponen

rangka batang ruang, maka bambu akan menerima gaya tekan atau tarik saja. Setelah

dilakukan pengujian tekan serta perhitungan tegangan dan regangan pada berbagai taraf

Gambar 3.12. Kerusakan sampel uji geser (a) akibat tekan bambu bagian dalam; (b) pada uji geser tarik

39

beban, diagram tegangan dan regangan dapat digambarkan. Pada umumnya sumbu X

menggambarkan regangan dan sumbu Y menunjukkan tegangan (Gambar 3.10.).

Diagram ini memberikan infomasi tentang besaran mekanis dan perilaku bahan.

Gambar 3.13. Diagram tegangan-regangan

Diagram tegangan dan regangan biasanya dimulai dengan garis lurus (garis O-

A). Hal ini menunjukkan hubungan tegangan dan regangan pada daerah ini linier dan

proporsional. Kemiringan garis ini menunjukkan modulus elastisitas. Tegangan pada

titik A disebut batas proporsional. Dengan meningkatnya tegangan hingga melewati

batas proposional, maka regangan meningkat secara lebih cepat (garis A-C), dan pada

daerah ini bahan tidak lagi elastis, tetapi plastis. Setelah melewati tegangan luluh (titik

D) bahan akan mengalami kerusakan. Tegangan maksimum terjadi pada daerah ini dan

biasa disebut tegangan ultimate (titik D).

Diagram Tegangan-Regangan

Dalam pengujian dengan UTM merk Instron terdata besar gaya yang bekerja

dan besarnya defleksi yang terjadi secara periodik. Dengan membagi besarnya gaya

yang bekerja dengan luas penampang akan diperoleh besarnya tegangan secara

periodik. Luas penampang sampel dihitung dengan mengasumsikan sampel berupa

silinder berlubang, termasuk pada sampel dengan buku. Diameter dan tebal dinding,

masing-masing diukur pada empat tempat dan dalam perhitungan digunakan rataan

hasil pengukuran.

ε

σ

B

AC

O Daerah plastis

Daerah elastis

Batas pro-porsional

σ Ult σ luluh

D

40

Berdasarkan pada data hasil pengujian (gaya, deformasi dan dimensi buluh) dan

perhitungan tegangan dan regangan, maka hubungannya dapat dilihat pada Gambar

3.14, 3.15 dan Gambar 3.16.

0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15 20reganganI (0.1%)

TEG

(kg/

cm2)

T1K01 T1K02 T1K03T1K04 T1K05 T1B06

Gambar 3.14. Diagram tegangan-regangan pada sampel bagian tengah tanpa buku.

0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15 20regangan (0.1%)

TEG

(kg/

cm2)

T1K12 T1K13 T1K14 Gambar 3.15. Diagram tegangan-regangan pada sampel bagian tengah dengan buku.

0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20regangan (0.1%)

TEG

AN

GA

N (k

g/cm

2)

P1K01P1K03P1K04P1K05P1B06

Gambar 3.16. Diagram tegangan-regangan pada sampel bagian pangkal tanpa buku.

h=D

h=D

h=D

D

D

D

41

Dari gambar diatas terlihat bahwa garis linier baru terbentuk setelah regangan mencapai

sekitar 0,5%., karena terjadinya penyesuaian kedudukan sampel (setting-up). Pada Gambar

3.14., terlihat bahwa walaupun penyesuaian tidak seragam, tetapi pada daerah linier

kemiringannya cenderung seragam. Pada Gambar 3.15, sampel yang digunakan merupakan

sampel yang mengandung buku, tetapi dalam perhitungannya luas penampang yang dihitung

adalah luas penampang silinder berlubang. Sementara pada Gambar 3.16, pengujian sampel

P1B06 dihentikan sebelum tegangan ultimate tercapai karena telah mendekati kapasitas

alat. Berdasarkan perhitungan dengan persamaan di atas, nilai E yang diperoleh dapat

dilihat pada Tabel 3.8. di bawah ini.

Tabel 3.8. Nilai modulus elastisitas bambu tali Kelompok sampel Erataan

(MPa) Emax

(MPa) Emin

(MPa) SD CV(%) n Etekan (MPa)

Tengah tanpa buku 12.418 13.845 10.519 1.596 12,85 5 8.485 Tengah dgn buku 12.234 13.261 10.784 1.291 10,56 3 9.051 Pangkal tanpa buku 10.283 11.433 9.446 1.005 9,77 5 7.806 Keseluruhan 11.616 13.845 9.446 1.617 13,92 13 8.368

12.41910.284

12.235

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

Tengah tanpa buku Tengah dgn buku Pangkal tanpabukuKelompok Sampel

E (M

Pa)

Gambar 3.17. Nilai rataan elastisitas tekan (E).

Nilai rataan keseluruhan sampel diperoleh E = 11.616 MPa. Dengan

memperhitungkan standar deviasi menggunakan persamaan 3.7., maka nilai E untuk

perhitungan struktur selanjutnya digunakan nilai 8.300 MPa.

Berdasarkan uji t terhadap kesamaan dua rataan elastisitas pada sampel bagian

tengah tanpa buku dan sampel bagian tengah dengan buku menunjukkan bahwa secara

statistik tidak ada perbedaan. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada pengaruh

keberadaan buku terhadap nilai elastisitas tekan bambu. Perbedaan nilai elastis secara

42

nyata terjadi antara sampel bagian tengah dengan sampel bagian pangkal (keduanya

tanpa buku). Berdasarkan nilai elastisitas rataan ada kecenderungan nilai elastisitas

bambu bagian tengah 20% lebih besar dari elastisitas bambu bagian pangkal.

3.6. Kesimpulan

Berdasarkan data hasil perngujian dan analisanya, untuk perhitungan struktur

selanjutnya akan digunakan nilai-nilai :

1. Nilai kerapatan digunakan kerapatan sampel gabungan yaitu 0,71 g/cm3

2. Kadar air kering udara bambu pada bambu bagian pangkal dan bagian tengah,

berturut-turut 12,69 % dan 13,52 %.

3. Penyusutan bambu tali dari keadaan kering udara ke kering oven, pada arah tebal

dinding dan diameter sekitar 3 %, sementara susut arah longitudinal di bawah 1 %.

Nilai ini berlaku baik pada pangkal maupun pada bagian tengah.

4. Nilai tegangan tarik yang akan digunakan dipilih σrencana terendah pada sampel

bagian luar, yaitu pada sampel pangkal bagian luar dengan buku yang nilainya :

σrenc = 57,8 MPa.

5. Tegangan tekan rencana yang akan digunakan adalah tegangan tekan sampel

terkecil yaitu sebesar 12,7 MPa, terjadi pada sampel bagian pangkal tanpa buku.

6. Tegangan geser rencana longitudial pada bidang tangensial : τrenc= 2,5 MPa.

7. Nilai rataan modulus elastis yang akan dipergunakan untuk keseluruhan sampel

diperoleh : E = 11.616 MPa. Dengan memperhitungkan standar deviasi serta

menggunakan faktor keamanan =1, maka digunakan nilai E = 8.300 MPa.

4. PERILAKU TEKUK BAMBU TALI

4.1. Pendahuluan

Dalam bidang konstruksi secara garis besar ada dua jenis konstruksi rangka, yaitu

konstruksi portal (frame) dan konstruksi rangka batang (truss). Pada konstruksi portal,

baik portal bidang, maupun portal ruang, komponen-komponennya dihubungkan secara

jepit, sehingga beban yang diterima batang berupa beban tarik, tekan dan momen. Pada

konstruksi rangka batang, komponen-komponennya dihubungkan melalui sambungan

sendi, sehingga komponen-komponennya hanya menerima beban tarik atau tekan tanpa

momen. Konstruksi rangka batang ruang sebagai pengembangan dari konstruksi rangka

batang bidang. Pada umumnya komponen yang menerima beban tekan disebut batang

tekan dan komponen yang menerima beban tarik disebut batang tarik.

Batang tekan merupakan bagian yang cukup penting dalam perhitungan

konstruksi, karena perhitungan batang tekan tidak hanya tergantung pada luas penampang

dan kuat tekannya saja. Kekuatan batang tekan harus memperhitungkan bentuk

penampang serta panjang batang. Pada batang pendek, dimana tidak ada kemungkinan

terjadi tekuk, kehancuran terjadi akibat dilampauinya tegangan tekan ijin bambu. Pada

batang tekan yang panjang, kekuatan batang tergantung bukan hanya pada tegangan

tekan, tetapi juga pada modulus elastisitas, panjang batang dan dimensi penampang. Pada

batang yang panjang, kegagalan dapat terjadi, walaupun tegangan ijin belum terlampaui.

Kerusakan ini terjadi karena tekuk.

Pada konstruksi baja dan konstruksi kayu, untuk menghitung besarnya gaya tekuk

yang dapat diterima suatu batang dilakukan dengan memasukkan faktor tekuk yang sudah

tersedia dalam bentuk tabel. Pada konstruksi bambu, tabel tersebut belum tersedia,

sehingga perlu dilakukan penelitian khusus mengenai perilaku tekuk bambu.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara kelangsingan batang

bambu tali dengan gaya tekan maksimum yang dapat diterima. Dengan memperhitungkan

faktor keamanan akan dibuat grafik kecenderungan hubungan antara kelangsingan

batang dengan tegangan tekuk ijin. Selanjutnya, dibuat tabel yang memuat faktor tekuk

44

(ω) untuk masing-masing kelangsingan batang (λ) yang akan menjadi dasar perhitungan

tekuk pada batang tekan bambu, terutama bambu tali.

Bahan dan Metoda

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan adalah bambu tali (Gigantochloa apus Kurz) berumur

lebih dari tiga tahun yang berasal dari daerah Depok, dengan diameter luar 40 + 5 mm

dan 60 + 5 mm dengan panjang masing-masing 50 cm, 70 cm dan 90 cm. Setiap

perlakuan menggunakan 8 ulangan.

Peralatan yang digunakan adalah gergaji, jangka sorong dan pita ukur serta

blangko dan alat tulis. Pengujian gaya kritis dilakukan dengan menggunakan alat

Universal Testing Machine merk Baldwin, di Laboratorium Keteknikan Kayu, Fakultas

Kehutanan IPB.

Metodologi

1. Pengukuran

Setelah sampel selesai disiapkan, dilakukan pengukuran dimensi bambu

sesuai dengan standar ISO: N22157.-2004 (Laboratory Manual on Testing Methods

for Determination of Physical and Mechanical Properties of Bamboo) yang meliputi :

- Pengukuran panjang (L), masing-masing sampel diukur panjangnya di empat

tempat, lalu dirata-ratakan

- Pengukuran diameter luar (D), empat kali pada masing-masing sampel; yaitu dua

kali pada masing-masing ujung, nilainya kemudian dirata-ratakan.

- Pengukuran diameter dalam (d) dilakukan empat kali pada masing-masing

sampel; yaitu dua kali pada masing-masing ujung, kemudian nilainya dirata-

ratakan

Berdasarkan data panjang batang, diameter luar dan diameter dalam dapat dihitung

luas penampang (A), momen inersia (I), jari-jari kelembaman (r) serta angka

kelangsingan (λ) dengan persamaan :

45

A = )(41 22 dD −π .............................................................................. (4.1.)

I = )(641 44 dD −π ............................................................................... (4.2.)

r = AI .............................................................................. (4.3.)

rL

=λ ............................................................................... (4.4.)

2. Pengujian Tekuk

Pengujian tekuk dilakukan dengan meletakkan buluh bambu dalam posisi

tegak kemudian sampel diberi beban tekan dengan kecepatan konstan sampai

mencapai beban maksimum. Beban maksimum yang terjadi, tepat sebelum batang

tersebut mengalami tekuk dicatat sebagai beban kritis (Pcr). Untuk melihat pola tekuk

yang terjadi, pembebanan dapat dilanjutkan.

3. Perhitungan Tegangan Kritis

Tegangan kritis didefinisikan sebagai tegangan tekan maksimal rata-rata

terhadap luas penampang. Tegangan kritis merupakan hasil bagi beban kritis

terhadap luas penampang. Selanjutnya tegangan kritis digambarkan dalam grafik

terhadap kelangsingan batang (λ).

Analisa Data

4.4.1. Panjang Tekuk (Lk)

Pola tekuk suatu batang sangat tentukan oleh jenis tumpuan pada ujung-ujung

batang tersebut. Untuk itu dalam perhitungan struktur, panjang tekuk harus dihitung

berdasarkan jenis tumpuan, karena panjang tekuk besarnya tidak selalu sama dengan

panjang batang, seperti dapat dilihat pada Gambar 4.1. Pada konstruksi rangka batang

ruang serta pada proses pengujian tekuk di laboratorium, tumpuan pada kedua ujung

batang merupakan tumpuan sendi, seperti pada Gambar 4.1.(a). Hal ini berarti panjang

tekuk (Lk) sama dengan panjang batang yang diuji.

46

(a) (b) (c) (d)

Gambar 4.1. Panjang Tekuk (Lk) dengan tumpuan yang berbeda-beda. (Sumber : Popov, 1984)

4.4.2. Persamaan Euler dan Pembatasannya

Pengujian perilaku tekuk bambu dilakukan untuk mengetahui beban tekan

maksimal yang dapat ditahan oleh batang langsing. Analisa dilakukan dengan rumus

Euler:

2

2 ..

kcr L

IEP π= ........................................................................................... (4.6.)

σcr = ALIE

AP

k

cr

...

2

2π=

dengan :

σcr = Tegangan kritis (kg/cm2)

Pcr = Gaya tekan maksimum (kg)

E = Modulus elastisitas (kg/cm2)

L = Panjang tekuk (cm)

r = Jari-jari inersia (cm)

I = Momen inersia (cm4)

A = luas penampang (cm2)

Lk = L Lk = L/2Lk =0,7 L

Lk =2 L

47

Dengan mensubstitusikan Persamaan (4.3.) ke dalam Persamaan 4.6, maka diperoleh

Persamaan :

σcr 22

2

.. rL

E

k

π= ......................................................................................... (4.7)

karena rL

=λ , maka Persamaan (4.7.) dapat dituliskan, sebagai berikut :

σcr 2

2 .λ

π E= .............................................................................................. (4.8.)

Dari persamaan di atas terlihat bahwa untuk menurunkan rumus-rumus Euler

untuk tekuk, dipergunakan nilai modulus elastisitas (E). Hal ini menunjukkan bahwa

dalam perhitungan tekuk, diasumsikan bahwa batang tekan tersebut berada dalam

keadaan elastis. Mengingat bahwa perhitungan nilai E diperoleh dengan melihat

perbandingan tegangan dan regangan (strain) dalam keadaan proposional, maka

Persamaan 4.8. hanya berlaku pada keadaan yang hubungan tegangan dan regangannya

linier. Dari Gambar 4.2.(b) terlihat bahwa nilai λminimal terjadi pada keadaan saat tegangan

mencapai tegangan maksimal proposional yaitu pada titik A dalam Gambar 4.2.(a).

λbatas

Gambar 4.2. (a) diagram tegangan-regangan, (b) tegangan kritis terhadap kelangsingan

48

Dalam mempelajari bahan pada keadaan elastis, maka perlu diperhatikan hukum Hooke

tentang hubungan tegangan dan regangan (ε). Dengan melihat Persamaan 4.8. bersama

dengan Hukum Hooke, maka :

Persamaan (4.8.) σcr 2

2 .λ

π E= 2

2 ..λ

πε EE =

Hukum Hooke Ep .εσ = 2

2

λπε =

Sehingga Hukum Hooke dapat dituliskan sebagai berikut :

Ep .2

2

λπσ = , sehingga diperoleh angka kelangsingan

p

batasEσ

πλ .= ................................................................................. (4.9.)

Daerah A-C pada Gambar 4.2.(a) juga merupakan daerah elastis yang tidak linier, oleh

karena itu pada daerah itu persamaan Euler tetap berlaku, tetapi nilai E berubah-ubah dan

dapat dinyatakan sebagai garis singgung pada grafik tegangan-regangan. Nilai ini biasa

dinyatakan sebagai Et yang nilainya berubah-ubah, sehingga persamaan Eulernya dapat

dinyatakan dalam persamaan :

σcr 2

2 .λ

π tE= ............................................................................ (4.10.)

Pada daerah tersebut nilai σcr dapat digambarkan sebagai garis lengkung R-S pada

gambar 4.2.(b). Selanjutnya pada tiang pendek tidak terjadi tekuk.

Rumitnya persamaan tegangan kritis untuk kolom menengah dan pendek,

menimbulkan banyak persamaan pendekatan, baik untuk baja, aluminium maupun kayu.

Pendekatan tersebut pada umumnya mengarah pada hubungan σcr terhadap λ berbentuk

linier. Salah satunya adalah persamaan Tetmayer yang digunakan untuk batang pendek

dan menengah.

Pada perhitungan konstruksi kayu di Indonesia Persamaan Tetmayer dan

Euler digunakan dalam mendesain batang tekan. Dengan menggunakan batasan angka

49

kelangsingan 100, maka persamaan untuk menghitung tegangan kritis yang biasa

digunakan :

λσσ 2−= tkcr untuk 0 < λ < 100 ....................................................... (4.11.)

2

2 .λ

πσ Ecr = untuk λ > 100 .......................................................... (4.12.)

4.4.3. Tegangan tekuk ijin

Tegangan tekuk ijin yang dijadikan dalam perhitungan diperoleh dengan

menggunakan persamaan yang biasa digunakan yaitu :

keamananfaktor

crijincr ..

σσ = ................................................................ (4.13.)

Berbeda dengan perhitungan tegangan ijin umumnya yang menggunakan angka konstan

untuk faktor keamanan, pada perhitungan tegangan tekuk ijin digunakan faktor keamanan

yang berbeda-beda yang besarnya tergantung pada angka kelangsingan (λ). Pada daerah

dimana λ ≤ λbatas, nilai faktor keamanannya konstan. Selanjutnya untuk daerah λ > λbatas,

digunakan nilai yang berubah-ubah.

Pada konstruksi kayu di Indonesia, dengan mengasumsikan λbatas = 100, nilai

faktor keamanan untuk λ ≤ 100 digunakan nilai faktor keamanan = 3,5. Selanjutnya,

untuk λ >100, digunakan nilai yang bertambah secara linier, sehingga nilai faktor

keamanan untuk λ = 250, faktor keamanan = 5. Secara grafis nilai faktor keamanan dapat

dilihat pada Gambar 4.3.

2

3

4

5

0 50 100 150 200 250L/r

Fakt

or K

eman

an

Gambar 4.3. Nilai Faktor keamanan terhadap kelangsingan (l/r = λ)

4.4.4. Faktor Tekuk

Dalam perhitungan konstruksi, untuk menghitung besarnya gaya tekuk yang

dapat dipikul, digunakan persamaan :

Faktor keamanan

50

tkcr AP σωσ ≤=

. dengan : P = Gaya tekan ........................................................ (4.14.)

ω = Faktor tekuk

Pada perhitungan kayu dan baja, dimana biasanya digunakan kolom yang

langsing (λ kecil), nilai ω dapat dicari dari tabel yang tersedia berdasarkan nilai λ. Untuk

mempermudah perhitungan batang tekan pada konstruksi bambu perlu dibuat tabel nilai

ω untuk masing-masing nilai λ. Nilai ω merupakan perbandingan antara tegangan tekuk

ijin terhadap besarnya tegangan tekan ijin.

Dalam perhitungan konstruksi kayu nilai ω dibatasi hanya sampai λ = 150,

oleh karena itu dalam perhitungan faktor tekuk analisa dibatasi sampai pada batas

tersebut.

4.5. Hasil dan Pembahasan

4.5.1. Tegangan Kritis berdasarkan Hasil Penelitian

Pengujian tekuk dilakukan menggunakan sekitar seratus sampel dengan

kelangsingan yang berbeda-beda. Angka kelangsingan diperoleh berdasarkan perhitungan

dengan Persamaan 4.4. dengan memasukan dimensi masing-masing sampel (data

selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 9).

Berdasarkan perhitungan data yang diperoleh besarnya beban kritis serta

dimensi batang, diperoleh hasil yang dapat dilihat pada Gambar 4.4.

y = -7,902Ln(x) + 60,003R2 = 0,633

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80L/r

Teg

Kriti

s (M

Pa)

Gambar 4.4. Tegangan kritis pada berbagai kelangsingan (n = 121)

Pada Gambar 4.4. terlihat walaupun secara umum data menyebar, tetapi terlihat

kecenderungan bahwa dengan semakin langsing batang, tegangan kritisnya akan semakin

kecil. Berdasarkan data pengujian tekuk (Lampiran 9, halaman 107 dan 108) diketahui

51

tegangan kritis terbesar sebesar 44,4 MPa diperoleh pada sampel berdiameter 6 cm dan

panjang batang 50 cm dengan λ= 24,61. Tegangan kritis terkecil sebesar 13,3 MPa

diperoleh pada sampel berdiameter 4 cm dan panjang batang 90 cm dengan λ = 71,28.

Untuk melengkapi data dalam pembuatan garis kecenderungan (trend line)

tegangan kritis terhadap kelangsingan, dimasukkan juga data hasil pengujian tekan (Bab

3.); yaitu dua belas sampel uji tekan dipergunakan dengan enam sampel tingginya sama

dengan ukuran diameter luar dan enam sampel tingginya dua kali diameter luar. Sampel

uji tekan ini mempunyai angka kelangsingan yang berkisar 3,22 sampai 71, 2.

Garis kecenderungan yang diperoleh y = -7,9 . Ln(x) + 600 menunjukkan

adanya kecenderungan menurunnya tegangan kritis dengan makin besarnya angka

kelangsingan batang, dengan nilai R2= 0,633, yang berarti koefisien keragamannya 0,79.

4.5.2. Tegangan Kritis berdasarkan Analisa

Dalam menghitung tegangan kritis secara analitis, maka diperlukan data

mengenai tegangan tekan dan modulus elastisitas bambu tali yang diperoleh dari

penelitian sifat dasar. Adapun data yang dipergunakan meliputi :

a) Tegangan tekan proporsional. Nilai ini diperlukan untuk menghitung batas

kelangsingan antara penggunaan Persamaan Euler dengan Persamaan Tetmayer. Nilai

yang dipergunakan adalah tegangan maksimum ijin, yaitu 12,7 MPa. (Tabel 3.6.).

b) Tegangan tekan karakteristik. Nilai ini dipergunakan untuk menghitung tegangan

kritis berdasarkan Persamaan Tetmayer. Mengingat nilai tegangan kritis ini masih

belum memperhitungkan faktor keamanan, maka nilai tegangan tekan yang

digunakan bukan nilai tegangan tekan ijin, tetapi nilai tegangan tekan karakteristik

yang dihitung dengan Persamaan 3.7. Berdasarkan persamaan tersebut, maka

diperoleh nilai σtk karateristik = 37,97 – 2,464 x 3,71 = 28,7 MPa.

c) Modulus elastistitas (MOE). Nilai modulus elastis digunakan untuk menghitung batas

kelangsingan dan tegangan kritis. Nilai MOE yang dipakai adalah nilai keseluruhan

yaitu 8.368 Mpa. (Lihat Tabel 3.8)

Untuk menghitung tegangan kritis, langkah pertama adalah menghitung batas

kelangsingan dengan Persamaan 4.9.

52

p

batasEσ

πλ .= = π7,12

8368 = 80

Setelah diperoleh nilai batas kelangsingan, maka tegangan kritis dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan Euler pada λ ≥ λbatas, sedangkan pada daerah

λ < λbatas digunakan Persamaan Tetmayer. Pada titik potong yaitu pada λ = 80 dengan

kedua persamaan diperoleh nilai tegangan kritis = 12,7 MPa.

05

1015202530

0 50 100 150 200 250L/r

Teg

(MPa

)

P/A (MPa) Teg Tekuk Ijin (MPa)

Gambar 4.5. Hubungan tegangan kritis terhadap kelangsingan (analitis)

4.5.3. Faktor Tekuk (ω)

Penentuan faktor tekuk dapat dihitung dengan dua cara, yaitu:

(a) secara analitis mengacu pada perhitungan faktor tekuk pada konstruksi kayu yang

hasilnya dapat dilihat pada kolom 2 (ωanalitis) Tabel 4.1.

(b) dengan mengacu pada hasil penelitian empiris terhadap perilaku tekuk bambu (kolom

3 pada Tabel 4.1.)

Dengan menggunakan nilai kuat tekan ijin bambu 12,7 MPa, maka besarnya

tegangan tekuk ijin berdasarkan perhitungan analitis dan berdasarkan perhitungan empiris

dapat dilihat Gambar 4.6. Dari grafik tersebut terlihat bahwa hasil penelitian empiris

cukup aman untuk digunakan, karena pada semua daerah tegangan tekuk ijin lebih kecil

dari P/A.

53

Tabel 4.1. Faktor tekuk pada berbagai angka kelangsingan

L/r ωanalitis ωempiris L/r ωanalitis ωempiris L/r ωanalitis ωempiris 5 1,13 1,06 55 1,77 1,76 105 4,30 2,15

10 1,18 1,20 60 1,88 1,81 110 4,79 2,19 15 1,22 1,30 65 1,99 1,85 115 5,31 2,22 20 1,27 1,38 70 2,13 1,89 120 5,86 2,26 25 1,32 1,45 75 2,28 1,93 125 6,44 2,29 30 1,38 1,51 80 2,46 1,97 130 7,06 2,32 35 1,44 1,57 85 2,78 2,01 135 7,72 2,35 40 1,51 1,62 90 3,12 2,05 140 8,41 2,39 45 1,59 1,67 95 3,47 2,08 145 9,13 2,42 50 1,68 1,72 100 3,85 2,12 150 9,90 2,45

0

10

20

30

40

50

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

L/r

Teg

teku

k (M

Pa)

Ptkn analitis (MPa) Ptkn empiris (MPa)

Gambar 4.6. Hubungan tegangan tekuk ijin terhadap kelangsingan.

Selanjutnya dalam perhitungan kekuatan, akan digunakan faktor tekuk

berdasarkan hasil penelitian empiris.

4.5.4. Gaya Tekan Kritis (Pcr)

Berdasarkan persamaan 4.12. setelah nilai faktor tekuk (ω) diketahui,

besarnya gaya tekan yang dapat diterima buluh bambu dapat dihitung dengan

persamaan : ω

σ AP tkncr

.= ..................................................................................(4.15.)

Dengan nilai ω yang tergantung dari angka kelangsingan dengan

melihat tabel 4.1.

54

4.5.5. Berbagai Bentuk Tekuk

Bentuk tekuk yang terjadi dapat diamati dengan terus melakukan penambahan

beban setelah beban maksimal (Pkritis) tercapai. Dari pengamatan visual yang

dilakukan tampak bahwa ada berbagai kemungkinan pola tekuk yang dapat terjadi,

seperti dapat dilihat pada Gambar 4.7.

(a) (b) (c) (d) (e)

Gambar 4.7. Berbagai pola tekuk yang terjadi Pada Gambar 4.7.(a) tekuk yang terjadi sesuai dengan teori tentang silinder

berdinding tipis, dimana pada sampel ini tidak terdapat buku di tengah. Sementara

pada Gambar 4.7.(b) dan (d) walaupun tidak terdapat buku di tengah sampel, tekuk

yang terjadi pada daerah sekitar 1/3 tinggi sampel bukan tekuk lokal (local buckling).

Sampel pada Gambar 4.7.(c) batang bambu melendut di sekitar buku. Pada sampel

Gambar 4.7.(e) buluh bambu belah pada bagian ujungnya. Pada Gambar 4.7. (a), (b)

dan (e) terlihat dengan jelas bahwa sampel belah.

Berdasarkan hasil pengamatan serta sesuai dengan teori, bahwa walaupun

pada awalnya buluh bambu lurus, jika beban kritis telah terlewati, maka buluh bambu

akan mengalami tekuk, dengan proses tekuk seperti yang ditunjukkan pada foto seri

(Gambar 4.8).

55

Gambar 4.8. Proses terjadinya tekuk (foto seri/periodik)

4.6. Kesimpulan

Berdasarkan analisa perhitungan dan hasil penelitian yang diperoleh, maka

dapat disimpulkan :

1. Berdasarkan hasil perhitungan teoritis dengan mengacu pada Fonrobert et al.

(1960) didapat batas kelangsingan batang λ =80 dimana λ < 80 dapat digunakan

persamaan Euler, sedangkan jika λ > 80 dapat digunakan persamaan Tetmayer.

2. Berdasarkan penelitian empiris terhadap sekitar 100 sampel diperoleh hubungan

antara nilai tegangan kritis terhadap angka kelangsingan yang merupakan fungsi:

y = -7,9.Ln (x) + 60, dimana y = tegangan kritis dan x = angka kelangsingan.

3. Dengan membandingkan antara hasil analisa perhitungan analitis (mengacu pada

Fonrobert et al.) dan hasil analisa terhadap hasil penelitian, terlihat bahwa data

hasil penelitian memberikan hasil yang lebih besar dari nilai analitis, maka hasil

analitis aman untuk digunakan dalam perhitungan struktur.

4. Untuk angka kelangsingan λ < 50, nilai ωanalitis < ωempiris dan untuk λ > 50, nilai

ωanalitis > ωempiris .

5. PERANCANGAN SAMBUNGAN BAMBU

5.1. Pendahuluan

Hasil penelitian tentang sifat fisik dan mekanik bambu yang telah dilakukan,

menunjukkan bahwa bambu, khususnya bambu tali, cukup baik untuk digunakan sebagai

bahan konstruksi. Agar pemanfaatan bambu dapat optimal, maka dibutuhkan sambungan

yang mampu menerima dan meneruskan gaya-gaya yang bekerja, setara dengan kekuatan

buluh bambu. Dalam pemanfaatan bambu sebagai komponen rangka batang ruang,

sambungan memegang peranan penting, mengingat konstruksi ini merupakan konstruksi

yang terdiri dari komponen-komponen yang relatif pendek, sehingga memerlukan banyak

sambungan. Selain itu bentuk sambungan harus dirancang secara khusus, karena satu titik

buhul merupakan pertemuan dari banyak batang.

Perancangan adalah suatu proses yang berawal dari timbulnya kebutuhan manusia.

Oleh karena itu, hasil perancangan harus diusahakan untuk memenuhi kebutuhan tersebut.

Untuk itu kebutuhan harus didefinisikan dalam suatu formulasi masalah. Berdasarkan

masalah tersebut, kemudian dicari solusi-solusi yang mungkin yang dapat memenuhi

kebutuhan tersebut. Pada dasarnya perancangan terdiri dari serangkaian kegiatan yang

berurutan, sehingga merupakan suatu proses.

Dalam pelaksanaannya proses perancangan memanfaatkan berbagai ilmu seperti:

ilmu teknik, pengetahuan empirik, hasil-hasil penelitian dan informasi serta teknologi yang

terus berkembang (Gambar 5.1.). Proses perancangan selalu diawali dari suatu kebutuhan

akan suatu fungsi. Dalam hal ini, perancangan diarahkan untuk menciptakan sambungan

bambu yang dapat dimanfaatkan sebagai sambungan pada konstruksi rangka batang

ruang.

• Mekanika • Pengetahuan bahan • Bentuk2 sambungan

Pengetahuan proses perancangan

Kebutuhan Sambungan yang dapat menahan tarik & tekan

Produk (bentuk sambungan)

Gambar 5.1. Proses perancangan

57

5.2. Tujuan Perancangan

Perancangan ini bertujuan untuk mencari dan menemukan bentuk serta cara

menghitung dimensi sambungan bambu untuk komponen rangka batang ruang yang dapat

menahan gaya tekan dan tarik pada konstruksi rangka atap.

5.3. Ruang Lingkup Perancangan

Pada perancangan ini dibatasi penggunaan pada bambu tali (Gigantochloa apus

Kurz) dengan diameter 4 cm dan diameter 6 cm untuk konstruksi rangka atap yang

berukuran 3 m x 5 m dengan empat tumpuan dan panjang komponen yang seragam, seperti

Gambar 5.2.

Gambar 5.2. Rangka atap yang direncanakan

5.4. Bahan dan Metode

5.4.1. Bahan

Bahan yang digunakan adalah bambu tali (Gigantocloa apus Kurz) berumur 3 - 5

tahun yang berasal dari daerah Sawangan dengan diameter 4,0 – 4,5 cm dan 6,0 – 6,5 cm.

5.4.2. Metodologi

Sambungan merupakan bagian paling kritis dalam suatu struktur, karena

sambungan harus dapat meneruskan beban. Oleh karena itu, untuk mendapatkan hasil

perancangan sambungan yang optimal, perancangan perlu dilakukan dengan teliti secara

bertahap. Adapun tahap-tahap perancangan (Harsokoesoemo, 2000) yang biasa dilakukan

3 x 1 m

4 x

1m

Keterangan gambar : Batang atas Batang diagonal Batang bawah Tumpuan

Daerah titik buhul dengan 8 komponen

58

meliputi lima tahap yaitu :1)Identifikasi kebutuhan; 2) Analisa masalah; 3) Perancangan

konsep; 4) Evaluasi dan 5) Perancangan detail. Selain itu, proses perancangan juga tidak

dapat terlepas dari kegiatan penelitian lain, seperti dapat dilihat pada Gambar 5.3. di bawah

ini.

Gambar 5.3. : Bagan alir tahapan proses perancangan

5.5. Tahap-tahap Perancangan Sambungan

5.5.1. Identifikasi Kebutuhan

Sambungan yang direncanakan merupakan sambungan untuk struktur rangka

batang ruang, sehingga harus memenuhi :

1. Satu titik simpul dapat menggabungkan lebih dari empat komponen.

2. Sambungan harus dapat menerima gaya yang bekerja dan memindahkannya ke buluh

bambu, sebagai bagian utama komponen, baik beban tarik maupun tekan yang terjadi.

3. Masing-masing sambungan harus dilengkapi dengan sebuah baut lengkap dengan mur

yang dapat berputar bebas yang berfungsi sebagai alat sambung.

4. Kekuatan sambungan harus dapat dianalisa secara mekanika.

Perhitungan Struktur Rangka Batang Ruang 3 m x 4 m

Studi Literatur : • Sifat fisik & mekanik Bambu • Sambungan-sambungan Bambu • Rangka batang ruang

Penelitian Pendahuluan : • Sifat fisik & mekanik bambu tali • Perilaku tekuk bambu tali

Perancangan Sambungan

Gaya-gaya batang : gaya tekan dan tarik maksimal

- Identifikasi kebutuhan - Analisa masalah - Perancangan konsep - Evaluasi konsep

DIMENSI SAMBUNGAN

Analisa Mekanika Sambungan

Perancangan Detail

59

5.5.2. Analisa Masalah

Disamping mempunyai beberapa keunggulan, seperti beratnya yang relatif ringan

dan faktor estetika penggunaan bambu sebagai bahan bangunan, bambujuga mempunyai

beberapa kendala, diantaranya :

1. Bambu merupakan bahan bangunan yang bersifat anisotropis, dengan sifat mekanik

terbaik dalam arah longitudinal. Bambu mempunyai kuat tekan dan kuat tarik yang

cukup tinggi, tetapi kuat geser dan kuat belahnya sangat kecil.

2. Bentuk bambu yang mendekati bulat dengan lubang di dalamnya, mempunyai dimensi

yang tidak seragam, baik diameter, tebal dinding, maupun jarak antar buku.

3. Kelurusan bambu terbatas.

5.5.3. Perancangan Konsep

Untuk memenuhi kebutuhan dengan memperhatikan kendala-kendala yang ada,

maka perlu dilakukan langkah-langkah pemecahan masalah dalam rangka pemenuhan

kebutuhan :

1. Pada satu titik sambung dapat terjadi pertemuan lebih dari empat buah batang

(Gambar 5.2.), sehingga sambungan harus dibuat tirus.

2. Sambungan pada titik buhul pada umumnya digunakan ball joint atau pelat yang

dibentuk (Gambar 2.2.). Untuk itu alat sambung yang digunakan adalah baut,

sehingga sambungan yang dibuat dapat menghimpun gaya yang bekerja pada

batang untuk diteruskan pada baut. Untuk itu perlu dipasang pasak kayu pengisi

yang berfungsi untuk meneruskan gaya dari batang bambu ke baut.

3. Baut yang dipasang harus bebas berputar. Untuk itu baut harus diletakkan pada

bagian dalam pasak kayu, yang sudah diberi lubang dengan diameter sedikit lebih

besar daripada diameter baut.

4. Diameter serta tebal dinding bambu tidak seragam, sehingga menyulitkan dalam

pembuatan pasak kayu, terutama jika akan digunakan perekat. Untuk mengatasi hal

itu, diameter luar dipilih yang mendekati seragam. Sementara bagian dinding

sebelah dalam dibubut agar diameter seragam, sehingga pasak kayu dapat direkat

dengan baik ke permukaan bambu bagian dalam.

60

5. Jarak antar buku tidak seragam. Untuk itu, sambungan yang direncanakan harus

tidak terpengaruh oleh keberadaan buku.

6. Kuat belah bambu sangat kecil, sehingga dalam mengerjakan bagian ujung bambu

yang dibuat mengerucut (tirus) diusahakan sesedikit mungkin belah. Selain itu,

pada bagian luar perlu dipasang klem bulat yang dibuat dari pipa besi.

7. Kuat geser bambu kecil, sehingga dalam pembuatan sambungan sedapat mungkin

menggunakan paku atau baut yang dipasang dengan melubangi buluh bambu.

Berdasarkan kerangka pemikiran di atas, maka ada beberapa bentuk sambungan

yang dapat dikembangkan, diantaranya adalah sambungan bambu yang menggunakan

pengisi kayu yang dikembangkan oleh Duff (Janssen, 1981) yang menggunakan klem

dibagian luarnya (Gambar 2.6.) dan yang dikembangkan oleh Vilalobos (1993) dengan

merekatkan pengisi kayu di bagian dalam,selanjutnya disisipkan pelat dengan bentuk yang

sesuai kebutuhan (Gambar 2.8.).

Dengan memperhatikan sambungan yang telah dikembangkan, maka ada dua

alternatif bentuk sambungan yang mungkin dibuat seperti dapat dilihat pada Gambar 5.4.

di bawah ini.

Sambungan pertama (Gambar 5.4.a.) direncanakan dengan menggunakan kayu

pengisi yang dibubut sesuai dengan diameter dalam bambu. Kayu pengisi ini dibuat bulat

dengan bagian ujung mengerucut (tirus) sementara bagian dalamnya diberi lubang yang

Gambar 5.4. Alternatif sambungan (gambar potongan)

Baut

Mur

Pasak Kayu

Epoxy

Bambu(a) (b)

Klem

61

diameternya sedikit lebih besar dari diameter baut. Selanjutnya kayu pengisi direkatkan

pada bagian dalam bambu.

Sambungan kedua (Gambar 5.4.b.) dirancang dengan mengembangkan sambungan

yang dibuat Duff dengan penambahan perekat antara kayu pengisi dengan bambu serta

penggunaan kayu pengisi yang diberi lubang lebih besar dari diameter baut, sehingga baut

dapat berputar bebas. Selanjutnya, karena sambungan yang rancang harus dapat menahan

beban baik tarik maupun tekan, maka penggunaan baut harus dilengkapi dengan mur.

5.5.4. Evaluasi

Untuk mengevaluasi kedua alternatif sambungan yang direncanakan, maka hal utama

yang perlu diperhatikan adalah fungsi sambungan untuk meneruskan gaya-gaya yang

bekerja.

1. Gaya tekan

Baik pada sambungan pertama, maupun pada sambungan kedua, gaya tekan yang

diterima dari baut akan diteruskan ke mur, yang selanjutnya meneruskan gaya tersebut

ke pasak kayu pengisi. Pada pasak kayu, gaya tekan akan diteruskan ke dinding bagian

dalam batang bambu melalui perekat. Pada waktu gaya diteruskan dari mur ke pasak

pengisi, kemungkinan terjadi geser dalam pasak, mengingat kuat geser kayu dalam

arah sejajar serat rendah. Oleh karena itu, jika pada sambungan kedua diberikan ring,

yang terbuat dari pelat, antara mur dengan kayu pengisi yang diameternya sama dengan

diameter luar bambu yang ditirus, maka gaya tekan dari mur akan diteruskan oleh ring

langsung ke buluh bambu.

2. Gaya Tarik

Baik pada sambungan pertama, maupun pada sambungan kedua, gaya tarik yang

diterima baut, melalui kepala baut akan diteruskan ke pasak kayu pengisi. Pada pasak

kayu, gaya tarik akan diteruskan ke dinding bagian dalam batang bambu melalui

perekat. Seperti halnya pada gaya tekan, kemungkinan terjadi geser dalam pasak. Oleh

karena itu, jika antara kepala baut dengan pasak kayu diberikan ring yang terbuat dari

pelat dengan diameter sama dengan diameter kayu pengisi, maka gaya tarik dari baut

akan diteruskan seluruhnya ke dinding bagian dalam bambu. Jika dibandingkan antara

sambungan pertama dengan kedua, maka untuk menahan gaya tarik, sambungan kedua

62

lebih baik, karena dengan adanya bambu yang mengerucut disertai klem besi di bagian

luar akan lebih kuat dalam menerima gaya tarik.

Berdasarkan evaluasi, maka bentuk sambungan yang baik direncanakan

penyempurnaan sambungan kedua dengan penambahan dua buah ring pelat. Selain itu,

untuk menghindari pecahnya bambu di antara bagian yang lurus dengan bagian yang ditirus

pada saat gaya tekan diteruskan ke buluh bambu, maka penggunaan klem besi

diperpanjang, sehingga bentuk yang direncanakan menjadi seperti pada Gambar 5.5.

Distribusi gaya-gaya yang bekerja pada sambungan

1. Gaya Tekan

P dari titik sambung mula-mula bekerja pada baut, lalu ke mur. Dari mur gaya

dialihkan kepada ring A. Selanjutnya dari ring A gaya diteruskan menjadi gaya tekan

terbagi rata pada buluh bambu seperti terlihat pada Gambar 5.6.

Ring

Ring

Klem

Mur

Perekat

Baut

Bambu

Kayu Pengisi

Gambar 5.5. Sambungan yang direncanakan

Baut

Mur

Pasak Kayu

Ring A

Ring B

Epoxy

Klem besi

Bambu

Gambar 5.6. Distribusi gaya tekan pada sambungan.

Ptekan

63

Besarnya gaya tekan (Ptekan) yang dapat dipikul oleh sambungan dapat dihitung dengan

persamaan 5.1.

ujtekantekan AP .σ= ........................................................................................ (5.1.)

dengan =tekanσ Tegangan tekan ijin bambu

ujA = Luas penampang bambu bagian ujung

Dalam perhitungan besarnya gaya tekan yang dapat dipikul oleh komponen secara

keseluruhan persamaan 5.1. harus dibandingkan dengan besarnya gaya tekan yang

dapat diterima oleh buluh bambu dengan menggunakan persamaan 4.13. Selanjutnya

besarnya gaya yang dapat dipikul dalam perhitungan diambil P yang terkecil di antara P

dari persamaan 4.13 dengan P dari persamaan 5.1.

2. Gaya Tarik :

P dari titik sambung mula-mula bekerja pada baut, lalu oleh ring B gaya diteruskan ke

pasak kayu (menjadi gaya tekan). Selanjutnya melalui perekat epoxy gaya tersebut

dipindahkan ke buluh bambu menjadi gaya geser seperti pada Gambar 5.7.

Besarnya gaya tarik yang dapat diterima oleh sambungan ditentukan oleh besarnya

gaya tarik yang dapat diterima oleh baut, besar gaya geser yang dapat diterima oleh

bidang rekat (antara kayu pengisi dan dinding sebelah dalam bambu), serta besarnya

gaya yang dapat diterima oleh bambu bagian dalam. Penelitian yang dilakukan oleh

Suhartono (2002) dalam Morisco (2005) tentang kuat geser bidang rekat antara kayu

Ptarik

Baut

Mur

Pasak Kayu

Ring A

Ring B

Epoxy

Klem besi

Bambu

Gambar 5.7. Distribusi gaya tarik pada sambungan

64

pengisi dan dinding sebelah dalam bambu, menggunakan perekat epoksi, memperoleh

hasil kuat geser 3 MPa sementara kuat geser dinding bambu bagian dalam diperoleh

nilai 2,5 MPa.

P = π.d.h.τ dengan P = Kekuatan tarik sambungan (kg)

d = Diameter dalam buluh bambu (cm)

h = Panjang bidang geser (cm)

τ = Tegangan geser ijin buluh bambu (kg/cm2)

5.6. Perancangan Detail

5.6.1. Perhitungan Struktur

Perhitungan struktur dilakukan dengan SAP 2000 untuk rangka atap berukuran 3 m

x 4 m dengan empat tumpuan; seperti pada Gambar 5.8. Untuk struktur tersebut

dibutuhkan 98 batang yang terdiri dari 31 batang atas, 17 batang bawah dan 58 batang

diagonal, dengan 32 titik buhul.

Dalam perhitungan struktur tersebut beban yang diperhitungkan diambil sesuai dengan

SNI 03-1727-1989 tentang Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung.

Beban yang diperhitungkan adalah :

1) Berat sendiri :

Penutup atap = 15 kg/m2

Gording = 3 kg/m

Gambar 5.8. Bentuk rangka batang ruang yang direncanakan.

65

2) Beban hidup = 100 kg/m2

3) Beban angin untuk atap miring sepihak (dengan 0≤α ≤ 100) = 1,2 x 25 kg/m2

Dengan menentukan panjang batang seragam yaitu satu meter, maka diperoleh hasil seperti

pada Tabel 5.1.

Batasan:

1. Baut yang digunakan berdiameter 6 mm, dengan panjang 20 cm, lengkap dengan mur

(hexanut).

2. Ring A dan ring B terbuat dari pelat baja dengan ketebalan 2 mm. Untuk bambu

berdiameter (D) 4- 4,5 cm digunakan ring berdiameter 2,9 cm dengan lubang 8 mm di

tengahnya. Untuk bambu berdiameter (D) 6-6,5 cm digunakan ring berdiameter 5,9 cm

dengan lubang berdiameter 8 mm di tengahnya.

Tabel 5.1. Besar gaya (kg) pada masing-masing komponen

No. Nomor posisi komponen

Keterangan komponen atas bawah diagonal1 1,4,5,9,23,27,28,31 + 30 - - 2 2,3,29,30 - 50 - - 3 6,7,8,10,13,19,22,25,25,26 + 30 - - 5 11,12,20,21 - 60 - - 5 15,15,17,18 - 10 - - 6 16 + 20 - - 7 101,103,115,117 - - 20 - 8 102,109,116 - + 50 - maximum tarik 9 105,105,1006,107,111,112, 113,115 - 0 -

10 108,110 - + 10 - 11 201,208,251,258 - - - 70 12 202,207,210,215,235,239, 252,257 - - - 120 maksimum tekan

13 203,206,253,256 - - + 50 maximum tarik 15 205,205,255,255 - - - 30 16 209,216,233,250 - - - 80 17 211,215,235,238 - - + 30 18 212,213,236,237 - - - 20 19 217,225,225,232 - - + 10 20 218,223,226,231 - - 0 21 219,222,227,230 - - + 20 22 220,221,228,229 - - - 10

Keterangan : + : Gaya tarik - : Gaya tekan

66

3. Bambu yang berdiameter (D) 4 – 4,5 cm, agar diameter dalamnya seragam dibubut pada

bagian ujung dalamnya sehingga diameter dalamnya (d) menjadi 3 cm.

4. Bambu yang berdiameter (D) 6 – 6,5 cm, agar diameter dalamnya seragam dibubut

pada bagian ujung dalamnya sehingga diameter dalamnya (d) menjadi 5 cm.

5. Pasak dibuat dari kayu meranti merah (Shorea sp.)yang termasuk kelas kuat II ( tkσ =

85 kg/cm2.

Perhitungan Dimensi Sambungan 1. Gaya tekan maksimum (P = 120 kg)

Kontrol terhadap tekuk :

σ tk = AP.ω < σ tk = 129 kg/cm2

2. Gaya Tarik Maksimum (P =50 kg)

a. Kontrol pasak kayu :

σtk = A

Pbek < tkσ = 85 kg/cm2

b. Tegangan geser yang bekerja = 2/25..

cmkghD

P=≤= τ

πτ

Berdasarkan hasil perhitungan (perhitungan lengkap dapat dilihat pada Lampiran 10,

halaman 103), dimensi yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 5.2.

Tabel 5.2. Dimensi sambungan (hasil perhitungan)

Gaya yang bekerja bambu φ 4 cm bambu φ 6 cm Tekan maksimum (120kg) d = 3 cm d =5 cm Tarik maksimum (50 kg) h = 5 cm h = 3 cm

d

h

Keterangan : σtk = Tegangan tekan (kg/cm2) τ = Tegangan geser (kg/cm2) ω = Faktor tekuk Pbek = Gaya yang bekerja (kg) A = Luas penampang (cm2) D = Diameter luar (cm) d = Diameter dalam (cm) h = Panjang bidang geser (cm)

D Gambar 5.9. Dimensi sambungan

67

5.7. Kesimpulan

1. Bambu tali dapat dimanfaatkan untuk pembuatan rangka atap prefabrikasi dengan

konstruksi rangka batang ruang menggunakan alat sambung baut.

2. Untuk rangka atap sederhana berukuran 3 m x 4 m dengan empat tumpuan dan

panjang masing-masing komponen 100 cm dapat dipergunakan bambu tali

berdiameter 4 cm maupun 6 cm. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh panjang

bidang geser (h) untuk bambu berdiameter 4 cm dan 6 cm berturut-turut 5 cm dan 3

cm.

3. Kuat geser bambu bagian dalam sangat kecil. Oleh karena itu, dalam perhitungan

dimensi sambungan yang dirancang, nilai paling kritis adalah pada perhitungan

bidang geser.

4. Sambungan dengan pasak, baut dan ring termasuk kategori produk hasil inovasi.

Inovasi bukan hanya pada detail sambungan, tetapi juga pada cara kerja (distribusi

gaya) serta cara perancangan dimensi yang dapat dihitung berdasarkan besarnya

gaya yang bekerja serta sifak fisik dan mekanik bambu.

6. EVALUASI KEKUATAN KOMPONEN

6.1. Pendahuluan

Pada dasarnya kekuatan komponen merupakan bagian terpenting dalam

perencanaan konstruksi rangka batang ruang, karena jika komponen tidak dapat

menahan beban yang bekerja, maka hal ini berarti kegagalan pada seluruh struktur.

Kekuatan komponen meliputi kekuatan batang dan kekuatan sambungan. Oleh karena

itu, dalam perencanaan struktur rangka batang maka kekuatan yang harus

diperhitungkan meliputi dimensi batang serta dimensi sambungan.

Dalam pemanfaatan bambu sebagai komponen pada konstruksi rangka batang

ruang, maka perhitungan kekuatan harus memperhitungkan kekuatan buluh bambu

berdasarkan dimensinya. Selanjutnya sambungan yang berfungsi untuk meneruskan

beban juga harus direncanakan dimensinya sesuai dengan beban yang akan dipikulnya.

6.2. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menghitung kekuatan maksimum yang dapat

diterima oleh komponen dengan memperhitungkan kekuatan buluh bambu dan

kekuatan sambungan. Selanjutnya hasil perhitungan teoritis dibandingkan dengan hasil

penelitian empiris.

6.3. Ruang Lingkup Penelitian

Untuk perhitungan kekuatan komponen, perhitungan dibatasi pada pemanfaatan

bambu tali dengan diameter 4 cm dan 6 cm dengan panjang 100 cm dan 125 cm.

Selanjutnya dalam penelitian ekperimen yang dilakukan dibatas hanya pada pemakaian

bambu berdiameter 4 cm dengan panjang sampel 60 cm.

6.4. Bahan dan Metode

6.4.1. Bahan dan Alat

Pada perhitungan teoritis digunakan bambu tali dengan diameter 4 cm dan 6 cm

dengan panjang 100 cm dan 125 cm, sedangkan pada penelitian empiris digunakan

bambu tali berdiameter 4 cm dengan panjang 60 cm.

Untuk pengujian empiris terhadap kekuatan sambungan, dibuat sampel

menggunakan bambu tali berdiameter 4 cm yang berasal dari Depok, Bogor, dengan

baut berdiameter 6 mm, lengkap dengan mur, ring yang terbuat pelat baja dengan tebal

2 mm serta kayu kayu meranti merah (Shorea sp.) sebagai pasak (Gambar 6.1.).

69

Gambar 6.1. Sampel yang diuji (gambar tampak)

Alat yang digunakan untuk pengujian kekuatan sambungan adalah Universal

Testing Machine (UTM) Senstar pada Laboratorium Pengujian Bahan Bangunan Pusat

Penelitian dan Pengembangan Permukiman, Departemen Pekerjaan Umum, Cileunyi,

Bandung.

6.4.2. Metodologi

Kekuatan komponen ditentukan dengan menghitung beban yang dapat ditahan

oleh buluh bambu serta kekuatan sambungan yang direncanakan. Beban yang dihitung

adalah beban yang dapat dipikul oleh komponen rangka batang ruang, baik gaya tekan

maupun gaya tarik. Kekuatan sambungan dihitung dengan analisa mekanika.

(1) Kekuatan Tarik Komponen dihitung dengan menggunakan tiga persamaan; yaitu :

(a) Kekuatan tarik buluh bambu

P1 = A . tarikσ ……………………………………………………… (6.1.)

dengan : P1 = Kekuatan tarik buluh bambu (kg)

A = Luas penampang (cm2)

tarikσ = Tegangan tarik ijin bambu (kg/cm2)

(b) Kekuatan tarik sambungan

P2 = π.d.h.τ ………………………………………………………… (6.2.)

dengan P2 = Kekuatan tarik sambungan (kg)

d = Diameter dalam buluh bambu (cm)

h = Panjang bidang geser (cm)

τ = tegangan geser ijin buluh bambu (kg/cm2)

(c) Kekuatan tekan pasak kayu

P3 = π.(d12-d2

2). σ tk ............................................................................. (6.3.)

dengan P3 = Kekuatan tekan pasak kayu

σ tk = Tegangan tekan ijin kayu (kg/cm2)

d1 = Diameter luar pasak (cm)

d2 = Diameter lubang pasak (cm)

Selanjutnya kuat tarik komponen yang dipergunakan adalah nilai terkecil

di antara P1, P2 dan P3 berdasarkan hasil perhitungan.

70

Berdasarkan hasil pengujian sifat dasar bambu, diketahui bahwa kuat tarik

sebesar 57 MPa, jauh lebih besar dari kuat geser yang hanya sebesar 2,5 MPa, maka

dalam perhitungan kuat tarik komponen Persamaan 6.1. tidak diperhitungkan. Hal

ini mengingat nilai dipilih adalah nilai yang terkecil. Oleh karena itu, dalam

perhitungan kuat tarik komponen, Persamaan 6.1. dapat diabaikan.

(2) Kuat Tekan Komponen

Perhitungan kekuatan tekan komponen didasarkan pada peri laku tekuk buluh

bambu, sehingga yang menjadi acuan adalah persamaan 4.12.

tkcr AP σωσ ≤=

. , sehingga P = ωσ tekanA. ...................................................... (6.4.)

6.5. Analisis

Analisis data dikelompokkan menjadi dua; yaitu (1) perhitungan analisa teoritis

terhadap kekuatan tarik dan kekuatan tekan maksimum yang dapat dibebankan pada

komponen dan (2) perhitungan analisa kekuatan sampel berdasarkan teori yang

kemudian dibandingkan dengan kekuatan komponen berdasarkan ekperimen yang

dilakukan.

Untuk analisa teoritis, bambu berdiameter 4 cm dan 6 cm digunakan baut

berdiameter 6 mm dengan panjang baut maksimum diasumsikan 20 cm. Berdasarkan

hal tersebut dalam perhitungan kekuatan maksimum komponen akan dibatasi dengan h

(tinggi bidang geser) maksimum sebesar 10 cm.

Untuk perhitungan kekuatan sampel digunakan h = 5 cm (Gambar 6.2.),

sehingga dalam analisa perhitungan selain dihitung h maksimum, dihitung juga

besarnya beban yang dapat diterima komponen jika h = 5 cm dengan panjang

komponen 100 cm dan diameter bambu 4 cm.

Data yang diperoleh dari hasil penelitian eksperimen dianalisa dengan statistik

deskriptif sederhana yang meliputi nilai rata-rata, maksimum, minimum, standar

deviasi dan koefisien variasi. Selanjutnya data kuat tekan dan kuat tarik komponen hasil

penelitian dibandingkan dengan kekuatan komponen hasil perhitungan.

71

6.6. Hasil dan Pembahasan

Perhitungan kekuatan kekuatan komponen secara analisis dengan

memperhatikan sifat fisik dan mekanik bambu (Bab 3) serta dimensi sambungan

maksimum yang dapat dibuat, maka kekuatan maksimal komponen dapat dihitung.

Dalam perhitungan kekuatan maksimal sampel, diasumsikan bahwa panjang baut yang

tersedia 20 cm, sehingga panjang bidang geser maksimal yang dapat dibuat adalah 10

cm. Dengan memasukkan data sambungan pada Persamaan 6.2. sampai 6.4, maka

diperoleh kekuatan maksimal komponen seperti terlihat pada Tabel 6.1.

Tabel 6.1. Kekuatan maksimal komponen berdasarkan perhitungan

Dimensi D = 6 cm, L = 100 cm

D = 6 cm, L = 125 cm

D = 4 cm, L = 100 cm

D = 4 cm, L = 125 cm Sampel*) Satuan

D = 6,00 6,00 4,00 4,00 4,00 cm t = 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 cm L = 100,00 125,00 100,00 125,00 60,00 cm A = 8,64 8,64 5,50 5,50 5,50 cm2 I = 32,92 32,92 8,59 8,59 8,59 cm4 r = 1,95 1,95 1,25 1,25 1,25 cm E 8300,00 8300,00 8300,00 8300,00 8300,00 kg/cm2 σtkn 127,00 127,00 127,00 127,00 127,00 kg/cm2 λ 51,21 64,02 80,00 100,00 48,00 ω 1,73 1,84 1,97 2,12 1,70

Ptekan hit= 922,38 867,24 501,43 465,95 581,07 kg σtrk 600 600 600 600 600 kg/cm2

Ptarik buluh 5181,00 5181,00 3297,00 3297,00 3297,00 kg τ 25,00 25,00 25,00 25,00 25,00 kg/cm2 h 10 10 10 10 5 cm

Ptarik geser 3925,00 3925,00 2355,00 2355,00 1177,50 kg

t =0,5cm

5cm

D =4 cm

d=3cm

baut φ 6mm

Gambar 6.2. Sampel yang diuji (ambar potongan)

h=5cm

*) dimensi sampel : D = 4 cm, L = 100 cm dan h = 5 cm

72

Berdasarkan hasil pengujian tarik dan tekan terhadap sampel yang berupa

Berdasarkan hasil pengujian tarik dan tekan terhadap sampel yang berupa komponen,

diperoleh hasil yang dapat dilihat pada Tabel 6.2., sementara data lengkap hasil

pengujian dapat dilihat pada Lampiran 12.

Tabel 6.2. Data pengujian kekuatan komponen

max min rata-rata n SD CV(%) P tarik (kg) 1515 1041 1284 8 157,6 12,3 P tekan (kg) 3349 2356 2776 8 413,3 14,9

Dalam perhitungan kuat tarik komponen sampel didapat 1.177,5 kg,

sementara dari hasil pengujian terhadap sampel didapat tiga buah sampel yang nilai

kuat tariknya di bawah hasil perhitungan. Hal ini diduga karena kurang sempurnanya

pembuatan sampel, yaitu tidak terpasangnya ring pada bagian bawah pasak kayu. Hal

ini terlihat dari bentuk kerusakan seperti terlihat pada Gambar 6.3.(a). Pada kasus ini

terlihat bahwa kerusakan sambungan terjadi pada hancurnya pasak kayu.

Secara umum, berdasarkan nilai rata-rata kekuatan tarik sampel sebesar 1284

kg yang berarti lebih besar dari hasil pehitungan sebesar 1.177,5 kg. Pada kelompok

sampel dengan kuat tarik yang besar kerusakan sampel terjadi pada dinding bambu

sebelah dalam seperti terlihat pada Gambar 6.3.(b).

Dalam perhitungan kuat tekan komponen, pada sampel diperoleh nilai kuat

tekan sebesar 395 kg, sementara dari hasil pengujian diperoleh nilai rata-rata 2.776 kg

dengan nilai kuat tekan minimum sebesar 2.356 kg. Hal ini berarti faktor keamanannya

cukup besar.

(a) (b)

Gambar 6.3. Kerusakan pada sampel uji tarik.

73

6.7. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan terhadap kekuatan hasil perhitungan secara

teoritis serta kekuatan hasil pengujian, maka dapat disimpulkan :

1. Nilai kuat tarik hasil perhitungan dalam penggunaan perlu diperhitungkan faktor

keamanan, karena nilai yang diperoleh berdasarkan hasil pengujian sampel ada

beberapa nilai yang di bawah nilai kuat tarik hasil perhitungan.

2. Nilai kuat tekan komponen hasil perhitungan teoritis cukup aman digunakan,

karena jika dibandingkan dengan nilai rata-rata hasil pengujian, diperoleh faktor

keamanan lebih dari 4.

3. Dalam pembuatan komponen harus dilakukan dengan teliti, mengingat kekuatan

sambungan, terutama kuat tarik sangat ditentukan oleh kelengkapan detail

sambungan.

7. PERANCANGAN MODEL-MODEL RANGKA BATANG RUANG

7.1. Pendahuluan

Dalam konstruksi rangka batang ruang yang pada umumnya digunakan untuk

rangka atap, ada banyak bentuk dan bentang yang dapat dibuat. Bentuk-bentuk itu dapat

dikembangkan baik berdasarkan kebutuhan, maupun berdasarkan pada segi estetika.

Bentuk rangka batang yang berbeda, maupun bentang yang berbeda akan menghasilkan

besarnya gaya-gaya batang yang berbeda.

Dalam penelitian ini akan dikembangkan beberapa bentuk rangka batang ruang

untuk struktur atap sederhana. Selanjutnya dengan menggunakan program analisa struktur

akan dianalisa besarnya gaya-gaya aksial pada batang yang timbul. Untuk mengetahui

layak tidaknya rangka batang tersebut akan diamati besarnya gaya aksial maksimum dan

gaya aksial minimum. Gaya aksial maksimum pada batang merupakan gaya tarik terbesar

yang bekerja pada komponen batang, sedangkan gaya aksial minimum gaya tekan

maksimum.

7.2. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk menjajagi kemungkinan penggunaan bambu

tali dengan bentuk dan ukuran sambungan yang direncanakan untuk dimanfaatkan dalam

model-model rangka ruang yang direncanakan.

Untuk mencapai tujuan tersebut, maka perlu dilakukan beberapa tahap

penelitian yang bertujuan untuk:

1. Mengembangkan model-model rangka batang ruang dan menggambarkannya secara

detail untuk keperluan analisa.

2. Dengan menggunakan program analisa struktur model-model tersebut dihitung

besarnya gaya-gaya batang yang timbul.

3. Berdasarkan besarnya gaya tarik dan gaya tekan maksimum yang timbul pada

masing-masing model, dibandingkan terhadap gaya tarik dan gaya tekan maksimum

yang dapat dipikul oleh komponen.

7.3. Pengembangan Model-model Rangka Batang Ruang

Dalam penelitian ini dikembangkan empat macam model rangka batang ruang.

Masing-masing model akan dianalisa untuk penggunakan dua ukuran diameter bambu yang

75

akan digunakan yaitu bambu berdiameter luar 4 cm dan bambu dengan diameter luar 6 cm.

Hal ini berarti untuk masing-masing model dilakukan dua kali analisa.

Adapun bentuk-bentuk model rangka batang ruang yang dikembangkan:

1) ST.1 : strukur atap 3 m x 4 m dengan 4 tumpuan dan panjang komponen 1 m (Gambar

7.1.a)

2) ST.2 : struktur atap berukuran 3,75 m x 5 m dengan empat tumpuan,panjang

komponen 1,25 m (Gambar 7.1.b)

3) ST.3 : struktur atap berukuran 4 m x 4 m, panjang komponen 1 m (Gambar 7.1.c.)

4) ST.4 : struktur atap 3 m x 4 m overstek dengan 9 tumpuan pada dinding tanpa kolom

dengan panjang komponen 1 m (Gambar 7.1.d.)

Gambar 7.1. Model-model rangka batang ruang

4 x 1 m

4 x

1 m

A B C D E

F G H

K L M O

P T

SR Q

a b c d

e f g h

i j k

c. ST 3

l

m n o p

I J

N

U V W X Y

d. ST 4 3 x1m

4 x

1m

3 x 1,25 m 4

x 1

m

A B D

E F G H

I J K L

M N O P

T SR Q

a b

c

d e f

g h i

j k l

b. ST2 4

x 1,

25m

3 x 1 m

4 x

1 m

A B C D

E F G H

I J K L

M N O P

T SR Q

a b

c

d e f

g h i

j k l

a. ST 1

76

7.4. Analisa Perhitungan Gaya-gaya Batang

Analisa perhitungan dilakukan dengan memasukkan sifat dasar bambu dengan

menggunakan dua macam profil pipa dengan material bambu yaitu BAMBU1 untuk bambu

berediameter 4 cm dan BAMBU2 untuk bambu berdiameter 6 cm dengan tebal dinding 0,5

cm (Gambar 7.2.).

Gambar 7.2. Pendefinisian profil yang digunakan

Dalam perhitungan analisa struktur diperhitungkan beban mati (berat sendiri),

beban hujan dan beban pekerja serta alat. Mengingat beban hujan dan beban pekerja

(termasuk alat) kemungkinan terjadi bersamaan sangat kecil, maka untuk analisa dibuat dua

macam kombinasi pembebanan yaitu :

- Kombinasi 1 : beban mati dan beban hidup

- Kombinasi 2 : beban mati, beban hidup , beban angin depan

- Kombinasi 3 : beban mati, beban hidup , beban angin belakang

Keempat bentuk struktur rangka batang ruang dianalisa dua kali; yaitu untuk penggunaan

bambu berdiameter 4- 4,5 cm dan bambu berdiameter 6 – 6,5 cm.

7.4.1 Rangka Batang ST1 dan ST2

Rangka batang ST1 dan ST2 pada dasarnya adalah sebangun, sehingga penomor

joint dan penomoran batang dapat disamakan. Dengan beban yang arah dan titik kerjanya

sama maka pembahasan akan digabungkan. Dalam menganalisa rangka batang ruang ST1

dan ST2 dengan program analisa struktur, digunakan penomoran joint dan penomoran

batang seperti pada Gambar 7.3. dan 7.4.

Hasil analisa struktur ST1 dengan profil BAMBU1 diperoleh hasil gaya aksial yang

bekerja pada masing-masing komponen seperti terlihat pada Gambar 7.5. Warna merah

menunjukkan gaya tekan (negatif) dan warna biru menunjukkan gaya tarik (positif).

77

Gambar 7.3. Penomoran Joint pada ST1 dan ST2 (tampak atas)

Gambar 7.4. Penomoran batang pada ST1 dan ST2 (tampak atas)

Gambar 7.5. Gaya-gaya aksial pada ST1 (isometri)

78

Besarnya gaya batang maksimum tekan dan maksimum tarik yang bekerja pada

masing-masing komponen pada struktur rangka ST1 dan ST2 sebagai hasil perhitungan

dengan program analisa struktur dapat dilihat pada Tabel 7.1. Pada tabel tersebut juga

ditunjukkan nomor batang dimana gaya tekan maksimum dan gaya tarik maksimum

bekerja. Secara umum gaya batang maksimum terjadi pada kasus kombinasi 2 (COMB2)

yaitu pada struktur dibebani berat sendiri, beban hidup dan beban angin depan.

Tabel 7.1. Besarnya gaya maksimum pada ST1 dan ST2

Bentuk Rangka

Profil Tarik Max Tekan Max (kg) No. Batang (kg) No. Batang

ST1 BAMBU 1 64,61 89 & 95 -178,57 8, 11, 38 & 41

BAMBU 2 65,59 89 & 95 -181,47 8, 11, 38 & 41

ST2 BAMBU 1 90,99 89 & 95 -251,68 8, 11, 38 & 41 BAMBU 2 92,22 89 & 95 -255,13 8, 11, 38 & 41

Jika dibandingkan dengan nilai maksimum tarik dan maksimum tekan yang dapat

dipikul komponen (Tabel 6.1.), maka struktur ST1 dan ST2 dapat dibangun dengan

bambu berdiameter 4 cm. Hal ini berarti bahwa struktur ini juga dapat dibuat dengan

bambu berdiamter 6 cm.

Suatu struktur yang dibebani akan mengalami deformasi, hasil analisa struktur

terhadap rangka batang ruang ST1 dan ST2 dapat menunjukkan deformasi yang terjadi

pada struktur, seperti dapat dilihat pada Gambar 7.6. dan nilai deformasi terbesar yang

terjadi pada sumbu x (U1), sumbu y (U2) dan sumbu Z (U3) dapat dilihat pada Tabel 7.2.

Tabel ini juga menunjukkan letak joint yang mengalami deformasi terbesar.

Gambar 7.6. Pola deformasi rangka ST1 dan ST2

79

Tabel 7.2. Deformasi maksimal pada ST1 dan ST2

Bentuk Rangka

U1 max U2 max U3 max (m) No Joint (m) No Joint (m) No Joint

ST1B1 1,8 . 10-5 12 1,4 .10-5 6 0 -1,8 . 10-5 9 -1,4 .10-5 15 -1,28.10-4 9 &12

ST1B2 1,1 . 10-5 12 9,2 .10-6 6 0 -1,1 . 10-5 9 -9,2 .10-6 15 -8,3.10-5 9 &12

ST2B1 3,1 . 10-5 12 2,5 .10-5 6 0 -3,1 . 10-5 9 -2,5 .10-5 15 -2,26.10-4 9 &12

ST2B2 2 . 10-5 12 1,6 .10-5 6 0 -2 . 10-5 9 -1,6 .10-5 15 -1,45.10-4 9 &12

Merujuk pada Tabel 7.2., terlihat bahwa deformasi maksimal pada seluruh arah

terjadi pada ST2B1, yaitu rangka batang ruang dengan panjang komponen 1,25 m yang

menggunakan bambu berdiameter 4 cm; yaitu pada z dengan besar deformasi -2,26.10-

4m atau sama dengan 0,226 mm. Hal ini berarti bahwa penurunan yang terjadi kecil.

7.4.2. Rangka Batang ST3

Rangka batang ST3 adalah rangka berbentuk bujur sangkar berukuran 4m x 4m

yang disusun dari komponen bambu sepanjang 1m. Dalam menganalisa rangka batang

ruang ST3 dengan program analisa struktur, digunakan penomoran joint dan penomoran

batang seperti pada Gambar 7.7. dan Gambar 7.8.

Gambar 7.7. Penomoran Joint ST3 (tampak atas)

80

Gambar 7.8. Penomoran batang ST3 (tampak atas)

Hasil analisa struktur ST3 dengan profil BAMBU1 diperoleh hasil gaya aksial yang

bekerja pada masing-masing komponen seperti terlihat pada Gambar 7.9. Warna merah

menunjukkan gaya tekan (negatif) dan warna biru menunjukkan gaya tarik (positif).

Gambar 7.9. Output gaya-gaya aksial batang pada ST3 (isometri)

Besarnya gaya batang maksimum tekan dan maksimum tarik yang bekerja pada

masing-masing komponen pada struktur rangka ST3 sebagai hasil perhitungan dengan

program analisa struktur dapat dilihat pada Tabel 7.3. Pada tabel tersebut juga

ditunjukkan nomor batang dimana gaya tekan maksimum dan gaya tarik maksimum

81

bekerja. Secara umum gaya batang maksimum terjadi pada kasus kombinasi 2 (COMB2)

yaitu pada struktur dibebani berat sendiri, beban hidup dan beban angin depan.

Tabel 7.3. Besarnya gaya maksimum pada ST3

Bentuk Rangka

Profil Tarik Max Tekan Max (kg) No. Batang (kg) No. Batang

ST3 BAMBU 1 76,24 106, 115, 118 & 127 -238,44 50 & 55

BAMBU 2 77,47 106, 115, 118 & 127 -242,37 50 &55

Jika dibandingkan dengan nilai maksimum tarik dan maksimum tekan yang dapat

dipikul komponen (Tabel 6.1.), maka struktur ST3 dapat dibangun dengan bambu

berdiameter 4 cm. Hal ini berarti bahwa struktur ini juga dapat dibuat dengan bambu

berdiamter 6 cm.

Hasil analisa struktur terhadap rangka batang ruang ST3 dapat menunjukkan

deformasi yang terjadi pada struktur, seperti dapat dilihat pada Gambar 7.10. dan nilai

deformasi terbesar yang terjadi pada sumbu x (U1), sumbu y (U2) dan sumbu Z (U3)

dapat dilihat pada Tabel 7.4. Tabel ini juga menunjukkan letak joint yang mengalami

deformasi terbesar.

Tabel 7.4. Deformasi maksimum pada ST3

Bentuk Rangka

U1 max U2 max U3 max (m) No Joint (m) No Joint (m) No Joint

ST3B1 1,2 . 10-5 7 & 17 1,2 .10-5 7 & 9 0 -1,2 . 10-5 9 & 19 -1,2 .10-5 17 & 19 -1,1.10-4 13

ST3B2 7,9 . 10-6 7 & 17 7,9 .10-6 7 & 9 0 -7,9 . 10-6 9 & 19 -7,9.10-6 17 & 19 -7,1.10-5 13

Gambar 7.10. Pola deformasi rangka ST3

82

Merujuk pada Tabel 7.4., terlihat bahwa deformasi yang terjadi pada ST3 , yaitu

dalam arah sumbu x dan sumbu y simetris, sedangkan pada sumbu z deformasi maksimal

terjadi pada bagian tengah struktur yaitu joint nomor 13. Deformasi maksimal secara

keseluruhan terjadi pada arah sumbu y; yaitu pada struktur rangka batang ruang yang

menggunakan bambu berdiameter 4 cm dengan besar deformasi -1,1.10-4m atau sama

dengan 0,109 mm. Hal ini berarti bahwa penurunan yang terjadi kecil.

7.4.3. Rangka Batang ST4

Rangka batang ST4 pada dasarnya adalah sebangun dengan ST1. Perbedaan terletak

pada tumpuannya. Pada ST1 terdapat empat tumpuan ke bawah, sementara pada ST4

terdapat 9 tumpuan pada satu bidang. Dalam menganalisa rangka batang ruang ST4 dengan

program analisa struktur, digunakan penomoran joint dan penomoran batang seperti pada

Gambar 7.11. dan 7.12.

Hasil analisa struktur ST4 dengan profil BAMBU1 diperoleh hasil gaya aksial yang

bekerja pada masing-masing komponen seperti terlihat pada Gambar 7.13. Warna merah

menunjukkan gaya tekan (negatif) dan warna biru menunjukkan gaya tarik (positif).

Gambar 7.11. Penomoran Joint ST4(tampak atas)

83

Gambar 7.12. Penomoran batang ST4 (tampak atas)

Gambar 7.13. Output gaya-gaya aksial batang pada ST4 (isometri)

Besarnya gaya batang maksimum tekan dan maksimum tarik yang bekerja pada

masing-masing komponen pada struktur rangka ST4 sebagai hasil perhitungan dengan

program analisa struktur dapat dilihat pada Tabel 7.5. Pada tabel tersebut juga

ditunjukkan nomor batang dimana gaya tekan maksimum dan gaya tarik maksimum

bekerja. Secara umum gaya batang maksimum terjadi pada kasus kombinasi 2 (COMB2)

yaitu pada struktur dibebani berat sendiri, beban hidup dan beban angin depan.

84

Tabel 7.5. Besarnya gaya maksimum pada ST4

Bentuk

Rangka Profil Tarik Max Tekan Max

(kg) No. Batang (kg) No. Batang

ST4 BAMBU 1 546,28 55 -867,23 80 & 89

BAMBU 2 553,58 55 -878,76 80 &89

Jika dibandingkan dengan nilai maksimum tarik dan maksimum tekan yang dapat

dipikul komponen (Tabel 6.1.), maka struktur ST4 tidak dapat dibangun dengan bambu

berdiameter 4 cm, karena pada beberapa batang selain pada beban maksimum besarnya

tekan yang terjadi melebihi beban maksimum tekan yang dapat dipikul. Walaupun begitu

struktur ini dapat dibuat dengan bambu berdiamter 6 cm.

Untuk mengatasi masalah dalam penggunaan bambu berdiameter 4 cm, maka

untuk rangka ruang ST4 dirancang menggunakan campuran bambu berdiameter 6 cm dan

bambu berdiameter 4 cm. Secara umum komponen dibuat dari bambu berdiameter 4 cm,

bambu berdiameter 6 cm digunakan hanya pada batang yang berdasarkan hasil analisa

struktur menerima beban tekan yang cukup besar. Untuk itu, bambu berdiameter 6 cm

digunakan pada batang-batang nomor 80, 81, 83, 84, 85, 86, 87, 89 dan 90. Struktur

gabungan (Gambar 7.14.) yang menggambarkan kombinasi penggunaan profil batang;

yaitu berdiameter 4 cm dan bambu berdiameter 6 cm.

Gambar 7.14. Kombinasi penggunaan bambu berdiameter 4 cm (warna hijau) dan 6 cm (warna biru) pada ST4 Hasil analisa struktur ST4 terhadap penggunaan variasi profil, menunjukkan

struktur cukup kuat untuk dapat memikul gaya-gaya batang yang timbul. Penggunaan

85

variasi bambu berdiameter 6 cm untuk batang yang menerima gaya tekan besar selain

untuk memperkuat struktur juga dapat memberikan nilai estika lebih.

Hasil analisa struktur terhadap rangka batang ruang ST4 dapat menunjukkan

deformasi yang terjadi pada struktur, seperti dapat dilihat pada Gambar 7.15. dan nilai

deformasi terbesar yang terjadi pada sumbu x (U1), sumbu y (U2) dan sumbu Z (U3)

dapat dilihat pada Tabel 7.6. Tabel ini juga menunjukkan letak joint yang mengalami

deformasi terbesar.

Tabel 7.6. Deformasi maksimum pada ST4

Rangka Profil U1 max U2 max U3 max

(m) No Joint (m) No

Joint (m) No Joint

ST4 Bambu 2 1,2 .10-4

-1,4 .10-4 12 32

1,8 .10-5

-1,8 .10-5 20 4

0 -1,4.10-3

4 &20

Gabungan 1,8 .10-4

-1,5 .10-4 12 32

2,8 .10-5

-2,8 .10-5 20 4

0 -1,2.10-3

4 &20

Merujuk pada Tabel 7.6., terlihat bahwa deformasi maksimal pada 3 arah yang

terjadi pada arah z sebesar 1,4 mm pada ST4 yang dibuat dengan profil bambu seragam

berdiameter 6 cm. Pada arah x dan y terlihat bahwa deformasi yang terjadi pada struktur

gabungan lebih besar dari struktur dengan profil seragam bambu berdiameter 6 cm.

Walaupun begitu pada struktur gabungan deformasi arah z lebih kecil yaitu 1,2 mm.

Gambar 7.15. Pola deformasi rangka ST4

86

7.5. Kesimpulan

Dengan memperhatikan beban maksimum yang timbul dengan besar beban yang

dapat dipikul berdasarkan hasil perhitungan teoritis, maka dapat disimpulkan :

1. Bambu tali dengan diameter 4 cm dengan bentuk sambungan yang direncanakan

dapat dipergunakan untuk struktur atap sederhana berukuran 3 m x 4 m, 4 m x 4 m

dan 3,75 m x 5 m dengan 4 tumpuan.

2. Untuk bentuk struktur atap dengan tumpuan overstek akan menimbulkan gaya tekan

dan tarik maksimum yang lebih besar, sehingga jika akan menggunakan bambu

berdiameter 4 cm harus digabungkan dengan bambu berdiameter 6 cm pada batang-

batang yang menerima tekan besar.

8. PEMBAHASAN UMUM DAN REKOMENDASI

8.1. Pembahasan Umum

Penggunaan bambu sebagai bahan bangunan bukan merupakan hal yang baru,

tetapi pemanfaatannya pada umumnya hanya dilakukan berdasarkan pengalaman

turun temurun. Pemanfaatan suatu material sebagai bahan bangunan pada dasarnya

harus dapat memberikan rasa aman dan nyaman selama masa pemakaiannya. Oleh

karena itu, suatu bahan bangunan harus cukup kuat, awet dan kaku. Nilai kekuatan,

keawetan dan kekakuan yang harus dipenuhi sangat tergantung pada bangunan yang

akan dibuat. Kebutuhan bahan untuk jembatan akan berbeda dengan kebutuhan bahan

untuk pembuatan bendungan, kebutuhan bahan untuk lantai berbeda dengan

kebutuhan bahan untuk dinding. Pemanfaatan suatu bahan untuk konstruksi sangat

tergantung pada sifat fisik dan mekanik bahan itu sendiri. Selain itu, cara pengerjaan

juga menjadi salah satu faktor pemilihan bahan. Sebagai contoh, beton walaupun

massa jenisnya besar dan kuat tariknya kecil, banyak digunakan pada berbagai bagian

dan bentuk bangunan, karena beton dapat dengan mudah disesuaikan bentuk serta

kekuatannya melalui proses pembuatannya.

Di tengah isu go green, pemanfaatan semen sebagai salah satu bahan

penyusun beton disarankan untuk dikurangi, karena proses produksi yang kurang

ramah lingkungan. Pemanfaatan bahan bangunan ramah lingkungan harus mulai

digalakkan. Bambu merupakan salah satu bahan yang ramah lingkungan. Jika kayu

cepat tumbuh untuk konstruksi dihasilkan setelah ditanam lebih dari sepuluh tahun,

bambu dapat diperoleh dalam waktu 3 – 5 tahun setelah penanaman. Selain itu, kayu

setelah ditebang harus ditanam benih baru untuk dapat menghasil kayu berikutnya.

Pada tanaman bambu, dengan pemanenan yang terencana, rumpun bambu dapat terus

menerus menghasilkan buluh, walaupun buluh-buluh yang cukup tua sudah dipanen.

Walaupun begitu, tidak semua jenis bambu dapat dimanfaatkan sebagai bahan

bangunan. Dari sekitar 1200 jenis bambu yang ada, menurut Widjaja (2001), di

Indonesia diketahui dan sudah terdata sekitar 143 jenis. Sebagai bahan alami, sifat

fisik dan mekanik bambu tidak seragam, baik karena pengaruh jenis, tempat tumbuh

maupun umur. Dari jenis-jenis tersebut ada beberapa jenis bambu yang biasa

digunakan untuk konstruksi dan sudah diteliti diantaranya: bambu tali (Gigantochloa

apus Kurz), bambu petung (Dendrocalamus asper), bambu hitam (Gigantochloa

88

atroviolacea Widjaya), bambu gombong (Gigantochloa pseudoarundinacea Widjaya)

dan bambu duri (Bambusa blumeana Schultes).

Sebagai bahan alami, sifat fisik dan mekanik bambu tidak seragam, baik

karena pengaruh jenis, tempat tumbuh, umur maupun posisi dalam batang.

Berdasarkan hasil-hasil penelitian yang dilakukan (Dransfield dan Wijaya, 1995;

Nuryatin, 2000; Morisco, 2005) terhadap beberapa jenis bambu di Indonesia

diketahui bahwa kekuatan tarik bambu cukup tinggi, sementara kuat gesernya sangat

rendah. Kuat geser bambu yang sangat kecil, hanya 5 %, jika dibandingkan terhadap

kuat tariknya menimbulkan masalah dalam pengujian sampel tarik. Sampel uji tarik

harus dibuat sepanjang mungkin, sementara daerah kritis harus dibuat sekecil

mungkin agar kerusakan sampel terjadi pada daerah kritis akibat tegangan tarik. Jika

sampel yang dibuat kurang panjang atau daerah kritis terlalu besar, maka kerusakan

yang terjadi bukan akibat tegangan tarik, tetapi akibat tegangan geser. Standar

pengujian sifat dasar bambu selama ini belum ada, sehingga pengujian bambu pada

umumnya dilakukan dengan mengacu pada standar pengujian kayu yang dimodifikasi.

Pada tahun 2004, ISO menetapkan standar pengujian sifat fisik dan mekanik bambu,

yaitu ISO 22157-2004, yang kemudian digunakan dalam penelitian sifat dasar bambu

tali pada penelitian ini. Pada penelitian yang dilakukan dengan mengambil contoh uji

bambu tali yang berasal dari daerah Depok, Bogor, didapatkan kuat tarik 57 MPa,

kuat tekan 12,7 MPa, kuat geser 2,5 MPa dan modulus elastisitas 8.300 MPa.

Dalam pemanfaatan buluh bambu sebagai bahan bangunan, nilai kuat tarik,

kuat tekan dan modulus elastis saja masih belum mencukupi, karena dalam

pemanfaatan bambu dalam konstruksi akan terjadi batang tekan. Jika suatu batang

langsing menerima beban tekan, maka harus diperhitungkan kemungkinan terjadinya

tekuk. Perilaku tekuk suatu batang tekan sangat tergantung pada kuat tekan dan

bentuk penampang batang tersebut. Bambu mempunyai bentuk yang sangat spesifik

yaitu menyerupai silinder berdinding tipis yang agak tirus dengan buku-buku yang

jaraknya tidak seragam. Untuk mengetahui perilaku tekuk bambu tali, maka dilakukan

penelitian secara empiris yang memberikan hasil berupa hubungan antara nilai

tegangan kritis (y) terhadap kelangsingan (x) berupa fungsi: y = -7,9 . Ln (x) + 60.

Hubungan ini menunjukkan bahwa makin langsing suatu batang tekan, maka besarnya

tegangan tekan yang dapat diterima akan makin kecil.

Bentuk bambu yang berupa tabung dengan kuat tarik, kuat tekan dan

elastisitas yang cukup baik dengan massa jenis yang kecil serta kelurusan yang

89

terbatas cocok digunakan sebagai bahan dalam pembuatan konstruksi rangka batang

ruang. Konstruksi ini pada umumnya dimanfaatkan untuk rangka atap. Sebagai

konstruksi rangka batang, konstruksi ini disusun dari komponen-komponen yang

relatif pendek yang menerima beban tarik atau tekan, tanpa momen. Komponen-

komponen ini dihubungkan secara sendi, hingga menjadi konstruksi rangka batang.

Masalah yang timbul kemudian adalah bahwa selama ini belum ada sambungan yang

dapat menerima tarik dan tekan dengan baik serta dapat dianalisa kekuatannya.

Mengingat kecilnya tegangan geser, maka harus diingat agar sedapat mungkin

menghindari terjadinya pelemahan pada buluh bambu sebagai akibat adanya lubang

pada dinding bambu. Selain itu bambu dengan kuat tarik yang besar dengan kerapatan

yang rendah membuat bambu sebagai bahan bangunan yang cukup baik dalam

menahan beban gempa.

Bambu sebagai bahan bangunan, terutama jika digunakan dalam bentuk buluh

akan memberikan nilai estetika tersendiri. Ini dapat dilihat dari banyaknya

pemanfaatan konstruksi bambu yang dikembangkan, bukan hanya di Indonesia, tetapi

juga di Eropa, seperti Jerman yang harus mendatangkan bambu dari negara lain.

Pemanfaatan bambu dalam bentuk buluh selain memberikan keindahan, juga

menimbulkan masalah terutama dalam pembuatan sambungan. Selama ini sambungan

bambu yang dibuat kekuatannya tidak dapat dianalisa secara mekanika. Dalam suatu

struktur, sambungan memegang peran yang penting, karena jika salah satu sambungan

saja tidak dapat menerima dan/atau meneruskan beban yanag timbul, maka akan

mengakibatkan kegagalan pada seluruh struktur. Bentuk bambu yang berupa silinder

berlubang dengan jarak buku yang tidak seragam, menimbulkan masalah tersendiri

dalam pembuatan sambungan.

Sambungan dirancang dengan menggunakan baut dan pasak kayu yang

direkatkan ke dinding sebelah dalam buluh yang kemudian diberi klem besi pada

bagian luar buluh. Untuk menghantarkan gaya tekan dan gaya tarik digunakan dua

buah ring besi. Sambungan ini terbukti dapat menerima gaya tarik dan tekan dengan

baik. Pengujian terhadap sampel yang menggunakan buluh bambu berdiameter sekitar

4 cm memperoleh nilai rata-rata kuat tekan 2.776 kg dan kuat tarik 1.284 kg. Nilai ini

lebih besar jika dibandingkan dengan perhitungan analitis yang memperoleh nilai kuat

tekan 581 kg dan kuat tarik 1.177 kg. Hal ini berarti bahwa perhitungan analisa yang

dilakukan dapat memberikan informasi dan prediksi kekuatan komponen.

90

Berdasarkan analisa terhadap beberapa model struktur rangka batang ruang

untuk rangka atap sederhana diperoleh hasil bahwa komponen yang dirancang dengan

bambu berdiameter 4- 4,5 cm dapat diterapkan pada rangka atap berukuran 4 m x 4 m

untuk komponen yang panjangnya 1 m dan rangka atap 3,75 m x 5 m untuk

komponen 1,25 m dengan empat tumpuan. Untuk rangka atap 3 m x 4 m dengan

tumpuan pada satu bidang, penggunaan bambu tali berdiameter 4 – 4,5 cm saja tidak

cukup. Untuk batang-batang yang menerima gaya tekan besar harus memanfaatkan

komponen yang berdiameter 6 cm. Analisa struktur dapat dilakukan dengan

mengembangkan rangka atap yang berukuran lebih besar untuk mencari ukuran

maksimum rangka atap yang dapat dibangun dengan bambu berdiameter 4 cm serta

bambu berdiameter 6 cm. Selain itu perlu juga dilakukan perhitungan analitis untuk

pemanfaatan rangka batang ruang sebagai modul yang dapat diperluas, misalnya

dengan membangun model struktur rangka atap berukuran 6 m x 6 m dengan 9

tumpuan atau bahkan 12 m x 12 m dengan 25 tumpuan. Hal ini mengingat struktur

yang dibuat dapat dijadikan sebagai rangka batang ruang yang dapat dibongkar-

pasang (knocked down).

Penelitian lanjut dapat dilakukan terhadap sifat fisik dan mekanik jenis- jenis

bambu lain yang berdiameter lebih besar dan biasa digunakan untuk konstruksi,

seperti bambu betung (Dendrocalamus asper Schult.) dan bambu andong

(Gigantochloa verticillata Wild) untuk dimanfaatkan sebagai komponen rangka

batang ruang. Dengan diameter bambu yang relatif lebih besar diharapkan dapat

dibuat struktur rangka batang ruang dengan bentang yang lebih besar.

Dengan mengangap bahwa komponen rangka batang ruang hanya menerima

gaya aksial tekan dan tarik saja, maka dalam perhitungan diasumsikan bahwa bambu

merupakan bahan isotropis, walaupun pada dasarnya bambu merupakan bahan

anisotropis. Untuk mengembangkan penelitian yang lebih detail dapat dilakukan

penelitian lebih lanjut, baik tentang sifat dasar maupun aplikasinya dalam struktur.

Dalam pemanfaatan SNI terjadi kendala mengingat bahwa gaya yang bekerja

dinyatakan dalam satuan kg, sementara dalam kekuatan bahan pada umumnya sudah

mengacu pada ketetapan internasional tentang satuan internasional (SI) yang

menyatakan kuatan suatu bahan dinyatakan dalam MPa yang sama dengan Newton

per m2. Satuan gaya yang sesuai untuk itu harus dinyatakan dalan Newton (N) dan

bukan dalam kg. Satuan kg yang dipergunakan dalam SNI sebagai satuan beban

(gaya) dalam SI merupakan satuan massa.

91

Bambu sebagai bahan bangunan anisotropis yang sangat kompleks. Jika

kayu dapat didekati secara orthotropis, bambu mempunyai sifat sangat tidak seragam

dan sulit didekati secara orthotropis. Dalam arah radial bambu, bambu secara umum

lebih kuat di daerah kulit dan terus menurus ke arah dalam. Tebal dinding bambu

yang relatif tipis mempersulit pembuatan sampel. Dalam arah longitudinal, sifat fisik

bambu tidak hanya dipengaruhi oleh posisi: pangkal, tengah dan ujung, tetapi lebih

dipengaruhi oleh keberadaan buku.

8.2. Rekomendasi

Bentuk bambu yang berupa tabung dengan diameter yang beragam, selama

ini dianggap sebagai hambatan dalam pemanfaatannya terutama dalam bidang

konstruksi. Bentuk bambu yang spesifik hendaknya dapat dijadikan tantangan untuk

pengembangan konstruksi yang ramah lingkungan. Masyarakat Indonesia, khususnya

peneliti bidang konstruksi harus mulai memanfaatkan peluang tersedianya bambu

yang melimpah untuk memberikan nilai tambah pada bambu bukan hanya sebagai

bahan bangunan sementara seperti steger saja.

Di Indonesia diketahui tumbuh berbagai jenis bambu, baik yang sudah

diidentifikasi maupun belum. Untuk mengoptimalkan penggunaan bambu, maka perlu

dilakukan penelitian terhadap sifat fisik dan mekanik jenis-jenis bambu lain, termasuk

perilaku tekuk buluhnya. Dengan banyaknya data tentang berbagai jenis bambu, maka

akan terlihat jenis-jenis bambu yang potensial untuk berbagai kebutuhan dalam

konstruksi. Selain itu perlu dikembangkan bentuk-bentuk sambungan yang dapat

menahan gaya, terutama gaya tarik dengan lebih baik dan kekuatannya dapat

diperhitungkan secara mekanika.

Dalam pemanfaatan bambu untuk konstruksi, sekalipun menggunakan

bambu tali yang relatif lebih awet dibandingkan dengan bambu jenis lain, disarankan

untuk menggunakan bambu yang telah diawetkan terlebih dahulu. Dengan

penggunaan bambu yang telah diawetkan, konstruksi yang dibuat menjadi lebih aman

dengan masa penggunaan yang relatif lebih lama. Selain itu, perlu dilakukan finishing

agar bambu dapat tampil lebih indah serta lebih tahan terhadap perubahan

kelembaban udara.

Langkah pertama dalam pemanfaatan bambu sebagai bahan konstruksi

adalah pemilahan. Bambu akan mempunyai sifat fisik dan mekanik yang baik jika

92

sudah berumur 3 tahun atau lebih. Dalam pemilahan bambu, khususnya untuk

pemakaiannya sebagai komponen pada struktur rangka batang ruang yang menerima

gaya tarik dan tekan, maka diperlukan bambu yang relatif lurus. Bambu yang tidak

lurus akan lebih cepat gagal dalam menerima gaya tekan.

Mengingat bambu merupakan bahan bangunan anisotropis yang sangat

kompleks, maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut yang lebih mendetail

mengenai sifat fisik dan mekanik bambu. Salah satunya adalah MOE bambu.

Mengingat perbedaan kuat tarik dan kuat tekan bambu yang cukup besar diperkirakan

nilai MOE tarik akan berbeda dengan MOE tekan. Selain itu penelitian terhadap

bilangan poisson (υ) perlu dilakukan agar dapat diketahui nilai yang sebenarnya untuk

bambu tali

9. KESIMPULAN UMUM

Berdasarkan penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan :

1. Bambu sebagai bahan bangunan yang berasal dari alam yang dapat diperbaharui

serta cepat tumbuh merupakan bahan yang potensial untuk dikembangkan.

Mengingat selain bentuknya yang mempunyai nilai estetik, bambu juga

mempunyai kekuatan yang cukup baik.

2. Penelitian sifat fisik dan mekanik bambu tali, secara umum memberikan hasil:

kerapatan bambu (ρ) sebesar 0,71 g/cm3, kuat tarik 57,8 MPa, kuat tekan 12,7

MPa, kuat geser 2,5 MPa dan modulus elastis (E) 8.300 MPa.

3. Penelitian terhadap perilaku tekuk bambu tali menunjukkan bahwa tekuk yang

mungkin terjadi bukan hanya tekuk murni, tetapi juga local buckling yang

merupakan fenomena umum pada struktur silinder berdinding tipis. Pada

pengujian tekuk terlihat bahwa buku pada bambu berfungsi sebagai pengaku,

sehingga tidak timbul local buckling pada daerah tersebut.

4. Pada pengujian perilaku tekuk diperoleh hubungan antara tegangan kritis dengan

kelangsingan batang berupa fungsi: y = -7,9 . Ln (x) + 60, dimana y = tegangan

kritis (MPa) dan x = angka kelangsingan.

5. Penelitian ini pada dasarnya lebih diarahkan untuk pembuatan rangka batang

ruang yang merupakan bangunan prefabrikasi, sehingga lebih mengutamakan

pada bentuk dan ukuran komponen yang seragam. Sementara jika kita perhatikan

hasil analisa struktur secara teliti, besarnya gaya batang sangat beragam, bahkan

ada beberapa batang yang gaya batangnya nol. Hal ini berarti bahwa batang

tersebut tidak menahan beban, tetapi hanya berfungsi sebagai pengaku saja. Pada

batang-batang ini, sebenarnya dapat dimanfaatkan sebagai tempat penggantung

lampu penerangan, dengan memotong sebagian dinding bambu. Selain itu untuk

efisiensi penggunaan bambu untuk model rangka batang ruang ST4, dapat

dimanfaatkan bambu dengan diameter 4 cm pada batang-batang dimana gaya

batang yang timbul kecil, sedangkan bambu berdiameter 6 cm digunakan pada

batang yang memikul gaya batang besar.

6. Dalam pengujian kekuatan sampel (Bab 6) terlihat bahwa kekuatan tariknya ada

sebagian yang tidak memenuhi pendugaan kekuatan tarik berdasarkan hasil

perhitungan teori. Walaupun begitu jika dilihat pada hasil analisa struktur model-

model rangka ruang nilai terkecil kuat tarik sampel (=1.091 kg) masih cukup

94

aman untuk menahan beban tarik maksimum dari keseluruhan model rangka

batang yang dianalisa (= 546 kg). Hal ini berarti bahwa pemanfaatan bambu tali

berdiameter 4 cm dam 6 cm dengan bentuk sambungan yang direncanakan masih

cukup dapat diandalkan.

7. Berdasarkan analisa terhadap beberapa model rangka atap terbukti bambu

berdiameter 4 cm dapat dimanfaatkan untuk pembuatan rangka batang ruang

sampai dengan rangka berukuran 4 m x 4 m dan 3,75 m x 5 m dengan 4 (empat)

tumpuan. Penggunaan bambu berdiamater 6 cm pada struktur tersebut akan

menambah kekakuan struktur sehingga defleksi yang timbul menjadi sangat kecil.

8. Untuk strukur atap berukuran 3 m x 4 m yang ditumpu pada satu bidang,

penggunaan bambu berdiamater 4 cm penggunaannya harus memanfaatkan bambu

berdiameter 6 cm pada komponen-komponen yang menahan beban tekan besar;

yaitu pada batang-batang di daerah tumpuan bagian bawah.

DAFTAR PUSTAKA

[Aachen] RWTH Aachen Univesity. 2005. Bamboo at The Institute of Structural Design. http://bambus.rwth-aachen.de/eng/3-structural-design.pdf[23 Desember2005]

Albermani F, GY Goh, SL Chan. 2007 Lightweight Bamboo Double Layer Grid System,

Engineering Structures J. Volume 29, Issue 7, July 2007, hlm 1499-1506 Bachtiar G, S Surjokusumo. 2005. Sambungan Pasak Berbaji sebagai Alat Sambung

pada Konstruksi Bambu. Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Perbambuan di Indonesia, Yogyakarta, 17 Januari 2005. Yogyakarta : Pusat Studi Ilmu Teknik UGM, hlm 113-124.

Bachtiar G, S Surjokusumo, YS Hadi, N Nugroho. 2005. Bamboo as Space Truss

Elements. Dwianto W, editor. Proceedings of 6th International Wood Science Symposium, 28-30 August 2005. Bali Indonesia, hlm 9-11

Bachtiar G, S Surjokusumo, YS Hadi, N Nugroho. 2008. Perancangan Sambungan

Bambu untuk Konstruksi Rangka Batang Ruang, J. Forum Pascasarjana 31:69-78 [Bamboo Living Resort]. 2005. Bamboo living.com. [8 Juni 2005] [BSN] Badan Standardisasi Nasional, 2004. SNI03-1727-1989: Tata Cara Perencanaan

Pembebanan unutk Rumah dan Gedung. BSN, Jakarta. Dewi SM, S Priyo, TWulan. 2005. Memberdayakan Bambu dengan Struktur Komposit.

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Perbambuan di Indonesia, Yogyakarta, 17 Januari 2005. Yogyakarta : Pusat Studi Ilmu Teknik UGM, hlm 153-166

Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia

untuk Gedung 1983. Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung Dransfield S, EA Wijaya. 1995. PROSEA , Plant Resource of South East Asia 7.

Bamboos, Backhuys Publisher, Leiden Faherty KF, T.G. Williamson. 1999. Wood Engineering and Construction Handbook.

McGraw-Hill, United States of America. Frick, H. 2004. Ilmu Konstruksi Bangunan Bambu, Seri Konstruksi Arsitektur 7.

Penerbit Kanisius, Yogyakarta. Fonrobert F, EWStoy, G Droge. 1960. Grundzuge des Holzbaues im Hochbau. Berlin :

Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn

96

[Geasindo]. Sekilas tentang Geas Space Frame. http : \\www.geasindo.co.id\spaceframe [28- 2-2003]

Gere JM, SP Timoshenko. 1997. Mekanika Bahan jilid 1. B. Suryoatmono, penerjemah.

Jakarta : Erlangga. Judul asli : Mechanics of Material. GloriaOD. 1996. Studi Kuat Tekan dan Lentur pada Bambu Tali sebagai Konstruksi

Kolom dan Balok dengan Sambungan Pasak. (Skripsi). Jakarta: Universitas Kristen Indonesia, Fakultas Teknik

Hadipranoto, Winarni dan P.P Raharjo. 1985. Pengenalan Metoda Komponen Hingga

pada Teknik Sipil. Penerbit Nova, Bandung. Hariandja, B. 1996. Mekanika Teknik : Statika Dalam Analisis Struktur Berbentuk

Rangka. Jakarta : Erlangga. Harper, C.A. 1996. Handbook of Plastics, Elastomers, and Composites. McGraw-Hill,

NewYork. Harsokoesoemo, H.D. 2000. Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk).

Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. Hidalgo O. 1995. Problems and Solutions. Proceedings of the Vth International Bamboo

Workshop and the IV International Bamboo Congress, Ubud : 19-22 June 1995. Bali : International Bamboo Congress, hlm.54-59

Huber, B. 2005. Bambu-Tec Constructionelements .http://www.koolbambu/

interconnection. [11-01-2005] [ICBO] International Conference of Building Officials. 2000. Acceptance Criteria for

Structural Bamboo. AC162. California, USA [ISO] International Standard Organisation. 2004. N22157.-2004 Laboratory Manual on

Testing Methods for Determination of Physical and Mechanical Properties of Bamboo.

Janssen, J.J.A. 1981. Bamboo in Building Structures, Doctor of Technical Science

Thesis, Eindhoven University of Technilogy, Eindhoven, Netherlands. Janssen, J.J.A. 1991. Mechanical Properties of Bamboo. Kluwer Academic Publishers,

Dordrecht, Neherlands Katili, I. 2000. Aplikasi Metoda Elemen Hingga pada Rangka –Balok-Grid-Portal.

Penerbit Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok.

97

Kusuma, B.W. 2006. Mengangkat Gengsi Bambu dalam Arsitektur Modern. Kompas, 23 April 2006. hlm 20 (kolom 1-70)

Leet KM, Chia M.U. 2002. Fundamental of Structural Analysis. Mc Graw Hill, Boston. Liese W. 1980a. Anatomy of Bamboo. Bamboo Research in Asia, Proceedings of a

Workshop. Singapore: 28-30 May 1980. Singapore : International Development Research Center and the International Union of Forestry Research Organizations. hlm 161 – 164.

Liese W. 1980b. Preservation of Bamboo. Bamboo Research in Asia, Proceedings of a

Workshop. Singapore: 28-30 May 1980. Singapore : International Development Research Center and the International Union of Forestry Research Organizations. hlm 165 – 172

López OH. 1981. Manual de Construcción Con Bambó. Estudios Tecnicos Columbianos,

Colombia. Lessard G, A Chouinard. 1980. Bamboo Research in Asia, Proceedings of a workshop

held in Singapore, 28-30 May 1980. International Development Research Center and The International Union Forestry Research Organizations.

Makowski, Z.S. 1988. Konstruksi Ruang Baja. Huthudi, penerjemah. Bandung: Penerbit

ITB. Terjemahan dari : Construction Spatiales en Acier. Mardjono F. 2005. Keterkaitan siklus bambu dalam Konstruksi Bangunan di Indonesia.

Makalah Seminar Nasinal Perkembangan Perbambuan di Indonesia, Yogyakarta, 17 Januari 2005. Yogyakarta : Pusat Studi Ilmu Teknik UGM, hlm 23-32

Morisco. 1981. Rekayasa Bambu. Nafiri Offset, Yogyakarta. Morisco. 2005. Rangkuman Penelitian Bambu di Pusat Studi Ilmu Teknik (PSIT) UGM,

Makalah Seminar Nasinal Perkembangan Perbambuan di Indonesia, Yogyakarta, 17 Januari 2005. Yogyakarta : Pusat Studi Ilmu Teknik UGM, hlm 11-22

Morisco. 2006. Bahan Kuliah Teknologi Bambu, Program Magister Teknologi Bahan

Bangunan, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta Muslich M. 2005. Pengawetan Bambu dalam Rangka Meningkatkan Umur Pakai dan

Mutu Barang Jadi. Prosiding Seminar Nasinal Perkembangan Perbambuan di Indonesia, Yogyakarta, 17 Januari 2005. Yogyakarta : Pusat Studi Ilmu Teknik UGM, hlm II-27 – II-38

Nandika D, JR Matangaran IGK T Dharma. 1994. Keawetan dan Pengawetan Bambu,

Prosiding Sarasehan Penelitian Bambu Indonesia, Puspitek Serpong, 21-22 Juni 1994. Bogor : Yayasan Bambu Lestari, hlm 112 - 117

98

Nuryatin N. 2000. Studi Analisa Sifat-sifat Dasar Bambu pada beberapa tujuan Penggunaan, (Tesis). Bogor: Institut Pertanian Bogor, Program Pasca Sarjana.

Popov EP. 1984. Mekanika Teknik. Zainul Astamar Tanisan, penerjemah. Jakarta

Erlangga. Judul asli : Mechanics of Materials Purwito. 1995. The Application of Bamboo for Earthquake-resistant Houses. Proceedings

of the Vth International Bamboo Workshop and the IV International Bamboo Congress, Ubud : 19-22 June 1995. Bali : International Bamboo Congress, hlm. 51-53

Sattar MA, MF Kabir, DK Bhattacharjee. 1991. Bamboo on Their Physical and

Mechanical Properties. Proceedings 4th International Bamboo Workshop on Bamboo in Asia and The pacific. Chiangmai : 27-30 November 1991. Thailand : Forsa Publicaton, hlm 271 -275

Suardika K. 1994. Pengawetan Bambu dengan Metode Boucherie yang Dimodifikasi.

Prosiding Sarasehan Penelitian Bambu Indonesia, Puspitek Serpong, 21-22 Juni 1994. Bogor : Yayasan Bambu Lestari, hlm 118-122

Surjokusumo S, N Nugroho. 1994. Pemanfaatan Bambu sebagai Bahan Bangunan.

Prosiding Sarasehan Penelitian Bambu Indonesia, Puspitek Serpong, 21-22 Juni 1994. Bogor : Yayasan Bambu Lestari, hlm 82 – 87

Tanaka M, Dniwa, Nyamamoto, S Funo. 1995. Bamboo as a Building Material in Japan:

Transition and Contemporary Use. Proceedings of the Vth International Bamboo Workshop and the IV International Bamboo Congress, Ubud : 19-22 June 1995. Bali : International Bamboo Congress, hlm.16-21

Timoshenko SP, JNGoodier. 1994. Teori Elastisitas . Darwin Sebayang, penerjemah.

Jakarta: Erlangga. Judul asli : Engineering Mechanics. Villalobos OAA. 1993. Fundamentals of The Design of Bamboo Structures. (Thesis),

Eindhoven, Netherlands : Eindhoven University of Technology. Wang CK. 1970. Matrix Methods of Structural Analysis. American Publishing,

Wisconsin. Weaver W, JM Gere. 1996. Analisa Matrik untuk Struktur Rangka, Ed. Ke-2. Jakarta :

Erlangga. Wira (penterjemah), judul asli: Matrix Analysis of Framed Sructures. Widjaya EA. 2001. Identikit Jenis-jenis Bambu di Jawa. Puslitbang Biologi LIPI, Bogor. Zikrulah A. 2002. Perhitungan Proyek Hanggar Airport Padang, PT. Binatama Akrindo,

Engineering report (tidak dipublikasikan).

99

Lampiran 1 : Tabel 3 ASTM D2915-03

100

Lampiran 2 :

DATA DAN PERHITUNGAN KERAPATAN

sampel Rata-rata V BKT BJ T1 p(mm) L(mm) t(mm) (mm3) (gr) (gr/cm3) (kg/m3) ρRata2(kg/m3) SD CV (%) ρmax ρmin n T2 40,73 19,83 8,40 6786,17 4,81 0,71 708,06 764,8 61,2 8,0 862,0 695,0 5 T3 40,07 20,07 7,53 6056,83 5,22 0,86 862,00 T4 40,90 19,90 8,58 6986,06 4,86 0,69 694,96 T5 40,57 19,27 8,39 6558,67 4,92 0,75 750,00 P1 40,43 20,43 7,98 6595,73 5,21 0,79 789,45 P2 40,60 20,37 9,37 7745,17 6,08 0,78 784,36 665,5 73,3 11,0 784,4 604,7 5 P3 41,17 20,17 9,43 7831,50 4,77 0,61 608,82 P4 40,47 19,47 9,27 7299,83 4,41 0,60 604,67 P5 40,43 20,43 8,82 7284,22 4,73 0,65 649,76

42,47 20,07 10,23 8720,48 5,93 0,68 680,12 Gabungan 713,22 83,3 11,69 862,00 604,67 10

Dimensi Kering Udara Rata-rata V BKT BJ

sampel panjang(mm) lebar(mm) tebal(mm) p(mm) L(mm) t(mm) (mm3) (gr) (gr/cm3) (kg/m3) ρRata2(kg/m3) T1 40,80 40,60 40,80 19,90 20,00 19,60 8,50 8,00 8,70 40,73 19,83 8,40 6786,17 4,81 0,71 708,06 764,8T2 40,10 40,10 40,00 20,10 20,10 20,00 7,50 7,40 7,70 40,07 20,07 7,53 6056,83 5,22 0,86 862,00 T3 40,80 40,80 41,10 20,00 19,80 19,90 8,30 8,50 8,95 40,90 19,90 8,58 6986,06 4,86 0,69 694,96 T4 40,80 40,30 40,60 19,20 19,30 19,30 8,25 8,47 8,45 40,57 19,27 8,39 6558,67 4,92 0,75 750,00 T5 40,20 40,80 40,30 20,80 20,30 20,20 7,90 8,40 7,65 40,43 20,43 7,98 6595,73 5,21 0,79 789,45 P1 40,70 40,60 40,50 20,50 20,30 20,30 8,90 9,20 10,00 40,60 20,37 9,37 7745,17 6,08 0,78 784,36 665,5P2 41,40 41,00 41,10 20,30 20,20 20,00 9,30 8,60 10,40 41,17 20,17 9,43 7831,50 4,77 0,61 608,82 P3 40,50 40,70 40,20 19,60 19,40 19,40 9,00 9,00 9,80 40,47 19,47 9,27 7299,83 4,41 0,60 604,67 P4 40,20 40,80 40,30 20,80 20,30 20,20 9,05 8,30 9,10 40,43 20,43 8,82 7284,22 4,73 0,65 649,76 P5 42,30 42,60 42,50 20,50 19,80 19,90 10,70 10,25 9,75 42,47 20,07 10,23 8720,48 5,93 0,68 680,12 Gabungan 713,22

101

LAMPIRAN 3:

Data Pengujian Kadar Air bambu Tali No Sampel

BKU (gr)

BKT (gr)

KA (%) RATA-RATA SD max min rata2 CV(%)

T1 5,38 4,805 11,93 12,15% 0,87 13,52 10,90 12,15 7,13T2 5,84 5,221 11,94 T3 5,38 4,855 10,90 T4 5,58 4,919 13,52 T5 5,83 5,207 12,00 T6 4,10 3,643 12,58 P1 6,77 6,075 11,43 12,20% 0,61 12,7 11,42 12,2 5P2 5,37 4,768 12,67 P3 4,96 4,414 12,40 P4 5,33 4,733 12,61 P5 6,61 5,931 11,42 P6 5,03 4,468 12,69

102

Lampiran 4 :

DATA DAN PERHITUNGAN PENYUSUTAN

(1) Bambu Bagian Pangkal

Awal Akhir sst(%) Rata2

Susut (%) Max Min SD CV N t1 10,20 9,75 4,62 ST= 3,65 4,62 2,79 0,87 23,9 5t2 9,20 8,95 2,79 t3 8,80 8,50 3,53 t7 9,10 8,85 2,82 t8 9,35 8,95 4,47 D12 42,95 41,15 4,37 SD= 3,60 4,37 2,97 0,58 16,2 5D34 41,65 40,45 2,97 D56 43,25 41,85 3,35 D78 40,10 38,55 4,02 D90 42,50 41,10 3,27 L1 43,70 43,65 0,11 SL= 0,14 0,22 0,11 0,05 35,6 5L2 44,00 43,95 0,11 L3 45,00 44,90 0,22 L4 42,95 42,90 0,12 L5 44,35 44,30 0,11

(2) Bambu Bagian Tengah

Awal Akhir sst(%) Rata2

Susut (%) MAX MIN SD CV N t2 8,60 8,40 2,38 ST= 2,25 3,23 1,37 0,71 31,5 5t3 8,30 8,10 2,47 t5 8,00 7,75 3,23 t6 7,40 7,30 1,37 t7 8,55 8,40 1,79 D12 47,15 45,80 2,95 SD= 3,46 3,89 2,95 0,4 11,7 5D34 46,60 44,90 3,79 D56 45,80 44,40 3,15 D63 45,65 44,10 3,51 D78 46,75 45,00 3,89 L1 49,10 49,05 0,10 SL= 0,12 0,2 0,1 0,05 37,4 5L2 50,50 50,45 0,10 L3 49,40 49,30 0,20 L4 47,95 47,90 0,10 L5 50,35 50,30 0,10

103

Lampiran 5 DATA PENGUJIAN TEKAN

No. A r Pmax σmax σRata2 σmax σMin SD CV n SAMPEL (cm2) (cm) (kg) (kg/cm2) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (%)

TANPA BUKU T1K01 6,73 1,28 3349,03 497,26 48,73 46,80 50,35 42,41 2,92 6,24 6 T1K02 4,31 1,15 1866,29 432,78 42,41 T1K03 5,77 1,31 2966,10 513,73 50,35 T1K04 3,26 1,12 1563,34 478,96 46,94 T1K05 5,72 1,37 2593,19 453,23 44,42 T1B08 10,36 2,04 5070,00 489,53 47,97 BUKU TENGAH T1K11 7,79 1,16 3387,13 434,79 42,61 45,84 52,17 42,61 3,33 7,27 6 T1K12 5,36 1,27 2852,43 532,36 52,17 T1K13 7,70 1,27 3650,99 473,93 46,44 T1K14 7,46 1,39 3399,31 455,83 44,67 T1K16 8,90 1,28 4063,27 456,56 44,74 T1K18 9,38 1,24 4249,76 452,97 44,39 TANPA BUKU P1K01 8,40 1,35 4065,33 483,78 47,41 41,21 47,41 36,37 5,04 12,24 5 P1K02 6,50 1,21 2566,14 394,84 38,69 P1K03 11,43 1,47 4403,37 385,15 37,74 P1K04 8,82 1,33 4124,77 467,83 45,85 P1K05 8,87 1,38 3291,43 371,13 36,37 BUKU TENGAH P1K11 7,78 1,21 2779,48 357,21 35,01 37,96 42,92 35,01 3,71 9,76 5 P1K12 11,00 1,25 4598,00 418,12 40,98 P1K13 9,45 1,37 4140,49 437,93 42,92 P1B18 16,57 1,95 5982,00 360,98 35,38 P1B19 14,96 1,95 5425,35 362,65 35,54

104

Lampiran 6: DATA PENGUJIAN TARIK SAMPEL BAMBU BAGIAN PANGKAL SAMPEL LEBAR TEBAL LUAS Pmax P/A P/A (mm) (mm) (mm2) (kgf) (kgf/mm2) Mpa SD max Min AVG CV(%) n

PL01 2,25 2,45 5,51 221,00 40,09 392,89 77,28 540,16 356,39 404,41 19,11 5 PL02 3,25 2,75 8,94 326,90 36,58 358,45 PL03 2,90 1,90 5,51 303,70 55,12 540,16 PL04 2,10 2,30 4,83 175,65 36,37 356,39 PL05 2,20 1,90 4,18 159,60 38,18 374,18

PL11 3,75 3,80 14,25 218,40 15,33 150,20 13,43 186,46 150,20 163,25 8,23 7 PL12 3,90 3,25 12,68 195,90 15,46 151,47 PL13 3,65 2,90 10,59 201,40 19,03 186,46 PL14 3,05 2,95 9,00 154,92 17,22 168,74 PL15 3,10 2,70 8,37 129,92 15,52 152,12 PL16 3,00 1,90 5,70 100,10 17,56 172,10 PL17 2,95 2,55 7,52 124,12 16,50 161,70

PD01 2,65 2,90 7,69 140,10 18,23 178,66 30,87 178,66 116,93 144,30 21,39 5 PD02 2,25 2,75 6,19 94,00 15,19 148,88 PD03 2,40 2,50 6,00 71,59 11,93 116,93 PD04 3,10 2,70 8,37 106,70 12,75 124,93 PD05 3,10 2,70 8,37 129,92 15,52 152,12

PD11 2,90 3,55 10,30 39,60 3,85 37,70 11,81 62,63 33,11 41,99 28,14 5 PD12 3,00 3,25 9,75 36,20 3,71 36,39 PD13 2,20 3,40 7,48 25,27 3,38 33,11 PD14 2,8 3,2 8,96 36,67 4,09 40,11 PD15 2,95 3,4 10,03 64,1 6,39 62,63

105

Lampiran 7: DATA PENGUJIAN TARIK SAMPEL BAMBU BAGIAN TENGAH SAMPEL LEBAR TEBAL LUAS Pmax P/A P/A (mm) (mm) (mm2) (kgf) (kgf/mm2) MPa SD max Min AVG CV(%) n

TL01 3,00 2,30 6,90 259,00 37,54 367,86 22,89 380,75 327,15 359,32 6,37 5 TL02 3,40 2,00 6,80 227,00 33,38 327,15 TL03 2,75 1,90 5,23 203,00 38,85 380,75 TL04 2,00 1,90 3,80 140,18 36,89 361,52 TL05 1,95 1,80 3,51 91,59 26,09 255,72

TL11 3,55 3,65 12,96 185,90 14,35 140,60 6,75 154,67 140,60 148,61 4,54 5 TL12 3,25 2,85 9,26 143,30 15,47 151,62 TL13 3,15 3,15 9,92 156,60 15,78 154,67 TL14 3,90 3,25 12,68 183,80 14,50 142,11 TL15 2,30 3,10 7,13 112,10 15,72 154,08

TD01 3,50 2,80 9,80 160,10 16,34 160,10 24,38 213,01 149,76 176,91 13,78 5 TD02 3,30 3,00 9,90 186,20 18,81 184,32 TD03 2,00 1,76 3,52 63,70 18,10 177,35 TD04 2,10 1,10 2,31 35,30 15,28 149,76 TD05 2,30 1,30 2,99 64,99 21,74 213,01

TD11 5,00 4,10 20,50 58,40 2,85 27,92 5,89 39,60 27,92 32,99 17,86 5 TD12 2,80 3,50 9,80 36,30 3,70 36,30 TD13 3,80 3,80 14,44 58,35 4,04 39,60 TD14 2,95 3,20 9,44 27,09 2,87 28,12 TD15 1,90 3,70 7,03 22,80 3,24 31,78

106

Lampiran 8. DATA UJI GESER

No.Sampel dimensi bid geser (mm) Pgeser tegangan geser Rata-

rata SD

CV(%)

Max

Min

τk = xr-

2.464*SD τ ijin

(kg/cm2) l1 l2 h1 h2 (kg) (kg/mm2) (kg/cm2) B1 20,80 20,80 20,75 20,75 346,20 0,802 80,21 84,61 6,68 7,90 96,91 79,25 68,14 30,28B2 21,40 21,20 20,00 20,00 366,90 0,861 86,13 B4 20,65 20,50 19,85 19,40 320,00 0,793 79,25 B5 20,75 20,30 22,10 22,25 441,10 0,969 96,91 B6 19,40 19,35 20,00 20,45 333,60 0,851 85,13 B7 20,95 20,90 19,20 19,50 323,90 0,800 80,00 G1 21,45 21,60 14,85 15,00 304,00 0,946 94,63 84,32 10,71 12,70 94,63 71,01 57,93 25,74G2 22,80 23,80 23,15 22,60 382,90 0,718 71,84 G3 24,75 24,75 20,60 21,40 369,10 0,710 71,01 G4 21,60 21,80 18,25 19,60 343,40 0,836 83,62 G5 21,20 21,35 23,00 21,00 438,9 0,938 93,77 G6 19,40 19,60 22,90 24,00 416,20 0,910 91,02

Sampel B Uji geser melalui tekan

Sampel G Uji geser melalui tarik

107

Lampiran 9 : DATA PENGUJIAN TEKUK

sampel

d D I A t r L Pmax P/A

L/r (cm) (cm) (cm4) (cm2) (cm2) (cm) (cm) kg MPa

TAN

PA

BU

KU

D01 4,76 5,85 32,18 9,07 1,09 1,88 50,4 4020 43,45 26,76 D02 4,09 5,75 39,9 12,82 1,66 1,76 50,2 3598 27,52 28,46

D03 3,67 4,99 21,45 8,96 1,32 1,55 49,2 3820 41,80 31,81

D04 4,34 5,95 43,88 12,96 1,61 1,84 49,5 4200 31,77 26,9

D05 4 5,89 46,35 14,66 1,89 1,78 51 4812 32,18 28,68

D06 4,76 6,57 66,19 16,11 1,81 2,03 50,6 4726 28,76 24,96

D07 4,25 6,09 51,41 14,93 1,84 1,86 50 3496 22,96 26,94

D08 4,47 5,65 30,45 9,39 1,18 1,8 49,5 3722 38,86 27,49

D09 5,04 6,35 48,18 11,73 1,31 2,03 53 5092 42,56 26,16

BU

KU

TE

NG

AH

D11 5,24 6,28 39,2 9,38 1,04 2,04 50,3 4250 44,42 24,61

D12 4,59 5,88 36,77 10,58 1,29 1,86 49,6 4008 37,14 26,6

D14 4,35 5,89 41,36 12,37 1,54 1,83 50,2 5142 40,75 27,45

D15 5,36 6,26 34,88 8,23 0,9 2,06 50,4 2290 27,28 24,45

D16 5,08 6,41 49,96 11,95 1,33 2,04 49,7 4576 37,54 24,28

D17 3,96 5,44 30,79 10,88 1,48 1,68 50,2 2970 26,76 29,82

D18 4,67 5,67 27,29 8,11 1 1,83 50 2596 31,38 27,25

D19 5,01 6,53 58,15 13,76 1,52 2,06 50,6 4882 34,78 24,61

Bam

bu D

= +

6 c

m

TAN

PA

BU

KU

E02 4,71 5,83 32,44 9,24 1,12 1,87 69,7 3358 35,63 37,21 E03 5,07 6,3 44,81 10,96 1,23 2,02 70,5 3670 32,83 34,87 E04 4,81 6,11 41,89 11,1 1,3 1,94 70,3 4864 42,96 36,18 E05 4,69 6,09 43,48 11,78 1,39 1,92 67,8 3062 25,48 35,29 E06 4,53 6,13 48,48 13,38 1,6 1,9 66,5 4834 35,42 34,93 E07 4,43 5,61 29,83 9,34 1,19 1,79 70 4222 44,32 39,17 E08 5 6,26 44,62 11,13 1,26 2 69,8 4862 42,83 34,86 E09 4,39 5,38 22,88 7,59 0,99 1,74 70,3 3272 42,26 40,5

BU

KU

TE

NG

AH

E11 5,23 6,26 38,76 9,31 1,03 2,04 65,8 3582 37,72 32,26 E12 5 6,11 37,55 9,65 1,11 1,97 69,7 3380 34,34 35,34 E13 5,05 6,43 51,96 12,44 1,38 2,04 69,9 3900 30,74 34,2 E15 5,21 6,38 45,34 10,69 1,18 2,06 70,1 4198 38,50 34,04 E16 5,05 6,3 45,38 11,15 1,25 2,02 70,2 4264 37,49 34,8 E17 4,39 5,89 40,89 12,11 1,5 1,84 70,3 3318 26,86 38,26

TAN

PA

BU

KU

F01 4,12 6,12 54,76 16,11 2,01 1,84 90,3 6945 42,26 48,98

F02 4,48 6,04 45,51 12,89 1,56 1,88 90,3 3290 25,02 48,06

F03 4,91 6,62 65,51 15,43 1,71 2,06 90,8 4246 26,98 44,07

F05 4,88 6,26 47,58 12,09 1,38 1,98 90,5 5340 43,30 45,59

F06 5,27 6,51 50,14 11,44 1,24 2,09 91 4492 38,50 43,47

F08 4,38 6,19 53,93 15 1,81 1,9 90,3 6410 41,90 47,62

F09 4,67 6,18 48,21 12,87 1,51 1,94 90,4 5280 40,22 46,69

BU

KU

TE

NG

AH

F12 4,32 6,28 59,35 16,33 1,96 1,91 92 3240 19,45 48,27 F14 4,53 5,68 30,5 9,24 1,15 1,82 90,4 3160 33,53 49,76 F15 4,31 5,74 36,14 11,24 1,43 1,79 90,3 3514 30,65 50,35 F16 4,75 6,3 52,14 13,4 1,55 1,97 89,7 3462 25,33 45,48 F17 4,39 5,4 23,61 7,8 1,02 1,74 90,5 3092 38,86 52,01 F18 4,93 6,16 41,83 10,75 1,24 1,97 90,5 4719 43,04 45,88

108

DATA PENGUJIAN TEKUK (Lanjutan)

sampel d D I A t r L Pmax P/A L/r

(cm) (cm) (cm4) (cm2) (cm2) (cm) (cm) kg MPa

TAN

PA

BU

KU

M01 3,11 5,03 26,77 12,26 1,92 1,48 50,0 2006 16,04 33,84 M02 2,93 4,01 9,04 5,87 1,08 1,24 52,1 1284 21,45 41,98 M03 2,31 3,96 10,65 8,12 1,65 1,14 49,9 1026 12,39 43,58 M04 3,26 4,78 19,96 9,56 1,52 1,45 50,5 2398 24,59 34,94 M05 2,52 4,37 15,87 9,99 1,85 1,26 50,0 1452 14,25 39,66 M06 3,3 4,81 20,32 9,56 1,5 1,46 49,9 2754 28,24 34,23 M08 3,11 4,67 18,76 9,54 1,56 1,4 50,5 2210 22,71 36,01 M09 3,53 4,71 16,55 7,65 1,18 1,47 51,0 2390 30,63 34,67

BU

KU

TE

NG

AH

M11 3,06 4,94 24,83 11,79 1,88 1,45 50,4 2464 20,49 34,73 M12 3,3 4,94 23,26 10,56 1,63 1,48 50,2 2040 18,94 33,82 M13 2,97 4,15 10,76 6,60 1,18 1,28 50,0 1090 16,19 39,16 M14 3,15 3,95 7,1 4,45 0,8 1,26 49,9 1530 33,71 39,5 M15 3,15 3,99 7,53 4,66 0,83 1,27 50,5 944 19,86 39,75 M16 3,39 4,03 6,44 3,72 0,64 1,31 50,6 1564 41,22 38,49

Bam

bu D

= +

4 c

m

M17 2,77 4,64 19,8 10,86 1,87 1,35 50,7 2482 22,41 37,54 M18 3,12 4,81 21,6 10,51 1,69 1,43 49,8 2932 27,35 34,74

TAN

PA

BU

KU

N01 3,26 4,4 12,76 6,82 1,14 1,37 69,6 2484 35,71 50,88 N02 3,26 4,04 7,5 4,46 0,78 1,3 70,1 986 21,67 54,09 N03 3 4,23 11,73 6,98 1,23 1,3 71,4 1090 15,31 55,07 N04 3,55 4,46 11,56 5,70 0,91 1,42 70,2 1548 26,63 49,27 N05 3,38 4,54 14,47 7,22 1,16 1,42 69,9 2244 30,47 49,37 N06 3,55 4,55 13,26 6,36 1 1,44 70,4 1840 28,36 48,77 N07 3,54 4,72 16,52 7,60 1,17 1,47 70,2 2520 32,51 47,61

BU

KU

TE

NG

AH

N11 3,45 4,58 14,58 7,11 1,13 1,43 70,2 1992 27,47 49,03 N12 3,27 4,4 12,8 6,82 1,13 1,37 69,5 1840 26,45 50,72 N13 2,93 3,79 6,56 4,57 0,87 1,2 70,5 1230 26,39 58,88 N14 3,1 4,69 19,24 9,73 1,59 1,41 69,8 3012 30,35 49,63 N15 2,5 4,2 13,32 8,93 1,7 1,22 70,4 1230 13,50 57,65 N16 3,16 4,16 9,87 5,79 1,01 1,31 70,1 1432 24,25 53,68 N17 3,31 4,85 21,18 9,85 1,54 1,47 71,8 2001 19,92 48,97

TAN

PA

BU

KU

O01 2,78 3,87 8,12 5,73 1,1 1,19 90,1 1428 24,43 75,65 O02 3,48 5,08 25,5 10,77 1,6 1,54 89,8 2178 19,83 58,35 O03 3,08 3,99 8,08 5,09 0,92 1,26 89,8 691 13,31 71,28 O04 2,71 3,9 8,69 6,16 1,19 1,19 89,8 1050 16,71 75,61 O05 3,03 3,79 5,95 4,05 0,76 1,21 89,8 714 17,28 74,11 O06 3,34 4,18 8,91 4,98 0,84 1,34 90,8 1294 25,47 67,86

BU

KU

TE

NG

AH

O11 3,19 4,11 8,94 5,28 0,92 1,3 90,5 1960 36,39 69,53 O12 3,18 4,21 10,41 5,99 1,03 1,32 90,8 1506 24,65 68,86 O13 3,46 4,46 12,31 6,20 1 1,41 89,9 2042 32,29 63,77 O14 3,58 4,63 14,39 6,73 1,05 1,46 90,2 2226 32,43 61,69 O15 3,31 4,57 15,45 7,76 1,26 1,41 92,6 2034 25,70 65,65 O16 3,63 4,97 21,4 9,06 1,34 1,54 90,3 1802 19,50 58,74 O17 2,86 4,23 12,35 7,59 1,37 1,28 90,0 1142 14,75 70,56

109

Lampiran 10 Analisa Perhitungan Dimensi Sambungan Batasan:

1. Baut yang digunakan berdiameter 6 mm, dengan panjang 20 cm, lengkap dengan mur (hexanut)

2. Ring A dan ring B terbuat dari pelat baja dengan ketebalan 2mm. Untuk bambu brdiameter (D) 4- 4,5 cm digunakan ring berdiameter 2.9 cm dengan lubang 8 mm di tengahnya. Untuk bambu berdiameter (D) 6-6,5 cm digunakan ring berdiameter 4,9 cm dengan lubang berdiameter 8 mm di tengahnya.

3. Bambu yang berdiameter (D) 4 – 4,5 cm dibubut pada bagian ujung dalamnya sehingga diameter dalamnya (d) menjadi 3 cm.

4. Bambu yang berdiameter (D) 6 – 6,5 cm dibubut pada bagian ujung dalamnya sehingga diameter dalamnya (d) menjadi 5 cm.

5. Pasak dibuat dari kayu meranti merah (Shorea sp.)yang termasuk kelas kuat II ( tkσ = 85 kg/cm2).

Perhitungan : 1. Gaya tekan (P = 120 kg)

Pada saat gaya tekan bekerja, diasumsikan pelat besi ring A aman. Kontrol perlu dilakukan terhadap buluh bambu. Pada bambu dengan D= 4 cm dan d = 3 cm: P = σ tk . A = 124 kg/cm2 . π . (42 - 32) = 2726,9 kg > Pbekerja= 120 kg (aman) Kontrol terhadap tekuk : Dengan L (panjang buluh) = 90 cm, D= 4 cm dan d = 3 cm Didapat : r (jari-jari inersia)= 1,25 λ = L/r = 90/1,25 = 72 Dari tabel tekuk didapat : ω = 1,9

σ = =AP.ω

5,51209,1 x = 41,46 kg/cm2 < σ tk = 124 kg/cm2 (aman)

Untuk bambu berdiameter 6 cm, tidak perlu dihitung karena A lebih besar dan λ lebih kecil, sehingga aman

Gambar Dimensi sambungan

D d

h

110

Lampiran 10 (lanjutan)

2. Gaya Tarik (P =50 kg) a. Untuk bambu berdiameter 4 cm

Kontrol pasak kayu : D = 4 cm, d = 3 cm, A = 5,5 cm2

σ = 5,5

50=

APbek = 9,09 kg/cm2 < tkσ = 85 kg/cm2

Tegangan geser yang bekerja = 2/3.1..

cmkghD

Ptg =≤ τ

π

h = 3,1.3.

50.. πτπ=

dP = 4,08 cm≅ 5 cm

b. Untuk bambu berdiameter 6 cm Pasak : aman

Tegangan geser yang bekerja = 2/3.1..

cmkgLD

Ptg =≤ τ

π

h = 3,1.5.

50.. πτπ=

dP = 2,5 cm≅ 3 cm

111

Lampiran 11. : Data untuk perhitungan analisa struktur

Profil buluh bambu yang digunakan

Profil B1 : D= 4 cm, d = 3 cm Profil B2 : D = 6 cm, d = 5 cm

Sifat Fisik dan Mekanik Bahan berdasarkan penelitian σtekan = 12,7 MPa , σtk max = 37 MPa σtarik = 60 MPa , σtrk max = 154 MPa E = 8.300 Mpa ρ = 0,7 gr/cm3 = 700 kg/m3

Berat/volume = 6800 N/m3

Sifat Fisik dan Mekanik berdasarkan data sekunder (Janssen, J.J.A., 1991). Bilangan Poisson : υ = 0,49

Modulus Geser : G = =+

=+ )49,01.(2

8300)1.(2 υ

E 2.780 MPa

Konduktivitas Panas : K = 2,07 per mil/0C

Beban yang diperhitungkan : 1) Berat sendiri : Penutup atap = 15 kg/m2

Gording = 2 kg/m2

2) Beban hidup: Beban hidup atap = 100 kg/m2

(beban untuk atap rangka atap yang dapat dicapai orang) 3) Beban Angin Beban depan = -1,2 x`25 kg/cm2 = -30 kg/cm2 Beban belakang = 1,2 x`25 kg/cm2 = 30 kg/cm2

(untuk atap miring sepihak dengan 00 100 ≤≤ α )

(Bentuk-bentuk rangka batang ruang yang dianalisa :

1) ST.1 : rangka atap 3m x 4 m dengan 4 tumpuan, panjang komponen 1 m( Gambar 1)

2) ST.2 : rangka atap berukuran 3,75m x 5m dengan empat tumpuan,panjang komponen

1,25 m (Gambar 2)

3) ST.3 : rangka atap berukuran 4 x 4 m, panjang komponen 1 m (gambar 3)

4) ST.4 : rangka atap 3m x 4 m overstek dengan7 tumpuan pada dinding dan panjang

komponen 1 m(gambar 4)

Semua analisa struktur rangka atap dilakukan dengan program SAP dan dilakukan sebanyak

dua kali;yaitu dengan menggunakan buluh bambu berdiameter 4 cm dan 6 cm.

112

Lampiran 12.

Bentuk-bentuk dan Koordinat Rangka Batang

4 x 1 m

4 x

1 m

A B C D E

F G H

K L M O

P T

SR Q

a b c

d

e f g h

i j k

Gambar 3. ST 3

l

m n o p

I J

N

U V W X Y

3 x1m

4 x

1m

Gambar 4. ST 4

3 x 1,25 m

4 x

1 m

A B D

E F G H

I J K L

M N O P

T SR Q

a b

c

d e f

g h i

j k l

Gambar 2. ST2

4 x

1,25

m

3 x 1 m

4 x

1 m

A B C D

E F G H

I J K L

M N O P

T SR Q

a b

c

d e f

g h i

j k l

Gambar 1. ST 1

Keterangan gambar 1, 2, 3 dan 4 Batang atas Batang diagonal Batang bawah

113

Lampiran 12 (lanjutan)

Koordinat joint

Gambar 1 (ST1) Gambar 2 (ST2) Gambar 3 (ST3) Gambar 4 (ST4)

Titik x

(m) Y

(m) z

(m) Ttk x

(m) Y

(m) z

(m) Titikx

(m) Y

(m)z

(m) Titik x

(m)Y

(m)z

(m) A 0 0 0,7071 A 0 0 0,8839 A 0 0 0,7071 A 0 0 0 B 1 0 0,7071 B 1,25 0 0,8839 B 1 0 0,7071 B 1 0 0 C 2 0 0,7071 C 2,5 0 0,8839 C 2 0 0,7071 C 2 0 0 D 3 0 0,7071 D 3,75 0 0,8839 D 3 0 0,7071 D 3 0 0 E 0 1 0,7071 E 0 1,25 0,8839 E 4 0 0,7071 E 0 1 0 F 1 1 0,7071 F 1,25 1,25 0,8839 F 0 1 0,7071 F 1 1 0 G 2 1 0,7071 G 2,5 1,25 0,8839 G 1 1 0,7071 G 2 1 0 H 3 1 0,7071 H 3,75 1,25 0,8839 H 2 1 0,7071 H 3 1 0 I 0 2 0,7071 I 0 2,5 0,8839 I 3 1 0,7071 I 0 2 0 J 1 2 0,7071 J 1,25 2,5 0,8839 J 4 1 0,7071 J 1 2 0 K 2 2 0,7071 K 2,5 2,5 0,8839 K 0 2 0,7071 K 2 2 0 L 3 2 0,7071 L 3,75 2,5 0,8839 L 1 2 0,7071 L 3 2 0 M 0 3 0,7071 M 0 3,75 0,8839 M 2 2 0,7071 M 0 3 0 N 1 3 0,7071 N 1,25 3,75 0,8839 N 3 2 0,7071 N 1 3 0 O 2 3 0,7071 O 2,5 3,75 0,8839 O 4 2 0,7071 O 2 3 0 P 3 3 0,7071 P 3,75 3,75 0,8839 P 0 3 0,7071 P 3 3 0 Q 0 4 0,7071 Q 0 5 0,8839 Q 1 3 0,7071 Q 0 4 0 R 1 4 0,7071 R 1,25 5 0,8839 R 2 3 0,7071 R 1 4 0 S 2 4 0,7071 S 2,5 5 0,8839 S 3 3 0,7071 S 2 4 0 T 3 4 0,7071 T 3,75 5 0,8839 T 4 3 0,7071 T 3 4 0 a 0,5 0,5 0 a 0,625 0,625 0 U 0 4 0,7071 a 0,5 0,5 0,7071 b 1,5 0,5 0 b 1,875 0,625 0 V 1 4 0,7071 b 1,5 0,5 0,7071 c 2,5 0,5 0 c 3,125 0,625 0 W 2 4 0,7071 c 2,5 0,5 0,7071 d 0,5 1,5 0 d 0,625 1,875 0 X 3 4 0,7071 d 0,5 1,5 0,7071 e 1,5 1,5 0 e 1,875 1,875 0 Y 4 4 0,7071 e 1,5 1,5 0,7071 f 2,5 1,5 0 f 3,125 1,875 0 a 0,5 0,5 0 f 2,5 1,5 0,7071 g 0,5 2,5 0 g 0,625 3,125 0 b 1,5 0,5 0 g 0,5 2,5 0,7071 h 1,5 2,5 0 h 1,875 3,125 0 c 2,5 0,5 0 h 1,5 2,5 0,7071 i 2,5 2,5 0 i 3,125 3,125 0 d 3,5 0,5 0 i 2,5 2,5 0,7071 j 0,5 3,5 0 j 0,625 4,375 0 e 0,5 1,5 0 j 0,5 3,5 0,7071 k 1,5 3,5 0 k 1,875 4,375 0 f 1,5 1,5 0 k 1,5 3,5 0,7071 l 2,5 3,5 0 l 3,125 4,375 0 g 2,5 1,5 0 l 2,5 3,5 0,7071

h 3,5 1,5 0 i 0,5 2,5 0 j 1,5 2,5 0 k 2,5 2,5 0 l 3,5 2,5 0 m 0,5 3,5 0 n 1,5 3,5 0 o 2,5 3,5 0 p 3,5 3,5 0

114

Lampiran 12 (lanjutan)

Jumlah Batang

Pembebanan

Model Rangka batang Ruang ST1 ST2 ST3 ST4 Beban mati (kg/m2) 20 20 20 20 Beban hujan (kg/m2) 32 32 32 32 Beban pekerja+alat (kg/m2) 100 100 100 100 Beban angin (kg/m2) 30 30 30 30 Luas atap (m2) 12 18,75 16 12 Jumlah joint 20 20 25 20 Beban sendiri (kg/joint) 12 18,75 12,8 12 Beban hujan (kg/joint) 19,2 30 20,48 19,2 Beban pekerja+alat (kg/Joint) 60 93,75 64 60 Beban angin (kg/joint) 18 28,125 19,2 18

Model Rangka Batang ST1 ST2 ST3 ST4

atas 31 31 40 31 bawah 17 17 24 21 Diagonal 48 48 64 48 jml 96 96 128 100

115

Lampiran 13 : Data Pengujian Kekuatan Sambungan Tarik Tekan No Sampel Pmax (kg) No.Sampel Pmax (kg) P1 1353 P2 2430 P9 1341 P5 2459 P10 1369 P6 3349 P13 1379 P8 2356 P14 1515 P11 2443 P15 1091 P12 2772 P17 1128 P16 3223 P21 1098 P20 3176 Rata-rata 1284,25 Rata-rata 2776,00 SD 157,57 SD 413,29 CV 0,123 CV 0,149 max 1515 max 3349 min 1091 min 2356

Tabel data buluh bambu

No. Sampel D1(mm) D2(mm) d1 (mm) d2 (mm) keterangan P1 42,00 44,50 29,60 31,00 tarik P2 41,30 41,75 30,70 31,90 tekan P5 42,95 43,55 27,30 28,60 tekan P6 43,60 42,85 28,00 28,00 tekan P8 42,40 41,15 27,55 28,10 tekan P9 42,00 42,20 30,00 31,00 tarik

P10 44,30 44,70 25,85 26,50 tarik P11 46,10 41,25 26,25 24,30 tekan P12 42,20 41,20 30,50 31,00 tekan P13 42,90 44,60 24,60 24,10 tarik P14 44,45 43,15 23,85 22,25 tarik P15 43,95 43,60 31,45 32,40 tarik P16 42,40 40,95 27,50 29,25 tekan P17 41,70 41,25 30,60 30,75 tarik P20 41,80 40,50 30,50 30,85 tekan P21 44,25 44,75 29,00 31,35 tekan P9 42,00 42,20 30,00 31,00 tarik

P10 44,30 44,70 25,85 26,50 tarik P11 46,10 41,25 26,25 24,30 tekan P12 42,20 41,20 30,50 31,00 tekan P13 42,90 44,60 24,60 24,10 tarik P14 44,45 43,15 23,85 22,25 tarik P15 43,95 43,60 31,45 32,40 tarik P16 42,40 40,95 27,50 29,25 tekan P17 41,70 41,25 30,60 30,75 tarik

Keterangan : D1, D2 = diameter luar bambu (diukur dua kali) d1, d2 = diameter dalam bambu (diukur dua kali)