studi teknis ekonomis pegaruh variasi sambungan...

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

Bambu Laminasi

Dosen Pembimbing:

Ir. Heri Supomo, M.Sc.

Ir. Soejitno

Febry Firghani Oemry - 4108100079

Teknik Perkapalan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Latar Belakang Masalah

• Pemanfaatan bambu laminasi sebagai material pembuat kapal

• Sambungan antar konstruksi memegang peranan penting pada kekuatan kapal kayu

• Konstruksi berbahan bambu laminasi harus memiliki sambungan yang kuat


Rumusan Masalah

1. Apakah sambungan yang paling baik untuk konstruksi lunas, lunas-

gading dan gading-balok geladak sehingga dapat memenuhi beban

yang diterima pada lambung kapal pada kapal kecil 15 GT?

2. Bagaimana perbandingan dari sisi teknis pengerjaan sambungan

yang diteliti?

3. Bagaimana produktivitas dan berapa total biaya produksi dari tiap

konstruksi berbahan bambu laminasi dengan sambungan tertentu

untuk kapal kecil berkapasitas 15 GT?


Batasan Masalah

1. Jenis laminasi yang digunakan adalah tumpuk bata

2. Lem yang digunakan adalah Epoxy (Marine Use).

3. Variasi fastening yang digunakan adalah baut dan sekrup.

4. Sambungan yang dianalisis adalah sambungan antar lunas

(hook scarfdantabled scarf), sambunganlunas-gading dan

sambungan gading-balok geladak.

5. Standar pengujian menggunakan ASTM D 709

6. Kapal yang dijadikan rujukan adalah kapal ikan 15 GT.


Tujuan

a. Menentukan sambungan yang paling baik untuk

tiap bagian konstruksi yang diteliti.

b. Mengetahui gambaran proses pengerjaan dan

tingkat kesulitan masing-masing sambungan.

c. Mengetahui nilai total biaya produksi dan tingkat

produktivitas dari tiap konstruksi dan sambungan

yang digunakannya.


Manfaat

a. Memberikan acuan berkenaan dengan proses

pembuatan dan peralatan yang dibutuhkan untuk

membuat konstruksi lunas, gading dan balok geladak

berbahan bambu laminasi dengan sambungan

tertentu.

b. Memberikan uraian tentang biaya produksi dan

produktivitas pengerjaan konstruksi berbahan bambu

laminasi dengan variasi sambungan tertentu.


Hipotesa Awal

1. Pada sambungan antar lunas, penggunaan

sambungan hook scarf dengan fastening baut lebih

kuat dibanding yang lainnya.

2. Pada sambungan antara lunas dan gading, pengunaan

fastening baut lebih kuat dibanding yang lain.

3. Pada sambungan antara gading dan balok geladak,

penggunaan fastening baut lebih kuat dibanding yang

lain.


Dasar Teori

1. Macam sambungan antar konstruksi pada kapal kayu

khususnya lunas terdapat hampir 20 jenis (Desmond,

1919)

2. Konstruksi kapal kayu, sambungan dan pemakuan

(DNV, 1970 dan BKI 1996)

3. Bambu laminasi dapat menggantikan kayu jati sebagai

material alternatif pembuatan konstruksi kapal kayu

(Wahidi, 2012)


Metodologi


Mulai

LATAR BELAKANG

· Laminasi bambu menjadi alternatif pengganti konstruksi kapal· Sambungan antar konstruksi menjadi bagian penting dalam pembangunan kapal· Perlunya melakukan pengujian kekuatan sambungan yang dipilih dan pengaruhnya

terhadap konstruksi laminasi bambu· Perlunya melakukan perhitungan biaya produksi untuk pengerjaan sambungan dan

konstruksinya

RUMUSAN MASALAH

· Apakah sambungan yang paling baik untuk konstruksi lunas, lunas-gading dan gading-balok geladak sehingga dapat memenuhi beban yang diterima pada lambung kapal pada kapal kecil 5 GT?

· Bagaimana perbandingan dari sisi teknis pengerjaan sambungan yang diteliti?· Bagaimana produktivitas dan berapa total biaya produksi dari tiap konstruksi berbahan

bambu laminasi dengan sambungan tertentu untuk kapal kecil berkapasitas 5 GT?

STUDI LITERATUR

· Penelitian sebelumnya 1. Bambu laminasi sebagai alternatif pengganti kayu/bahan baku kapal 2. Analisa teknis konstruksi gading dan balok geladak dari segi fatigue 3. Macam-macam sambungan kayu 4. Studi perbandingan kekuatan pasak kayu dan baja 5. Perbandingan perhitungan konstruksi dan kekuatan sambungan· Jurnal 1. Standarisasi bambu sebagai bahan baku alternatif· Buku relevan 1. Diktat konstruksi kapal kayu FTK ITS 2. BKI kapal kayu 1996· Catatan kuliah 1. Kuliah produksi kapal kecil L < 45 meter· Sumber lain yang relevan 1. ASTM D 709

A Pendahuluan dan Pengumpulan Data

15 GT?

15 GT?

Metodologi


A

BATASAN MASALAH

· Jenis laminasi yang digunakan adalah tumpuk bata· Lem yang digunakan adalah Epoxy (marine use)· Variasi penyatuan sambungan yang digunakan adalah baut dan sekrup· Sambungan yang di analisis adalah sambungan antar lunas (hook scarf dan tabled

scarf), sambungan lunas-gading dan sambungan gading-balok geladak· Standar pengujian menggunakan ASTM D709· Kapal yang dijadikan rujukan adalah kapal ikan 5GT

TUJUAN

· Menentukan sambungan yang paling baik untuk tiap bagian konstruksi yang diteliti

· Mengetahui gambaran proses pengerjaan dan tingkat kesulitan masing-masing sambungan

· Mengetahui nilai total biaya produksi dan tingkat produktivitas dari tiap konstruksi dan sambungan yang digunakannya

PENGUMPULAN DATA

· Data tentang bambu betung· Teknik laminasi· Teknik sambungan kapal kayu· Lines plan· General arrangement· Teknis perhitungan biaya

PERSIAPAN

ALAT

· Parang/golok· Mesin planner· Mesin planner tangan· Mesin planner sisi· Vertical Chainsaw· Gergaji Mesin· Gerinda potong· Alat pres bambu laminasi· Pahat tangan

· Dll

BAHAN

· Bambu betung lebar 1cm, 1.5cm, 2cm, 2.5cm dan 3cm

· Lem epoxy “Union”· Baut M6 dan M12· Sekrup 6mm dan 12mm· Kertas koran

B

Pembuatan dan Pengujian Spesimen

15 GT?

Metodologi


B

PEMBUATAN SPESIMEN UJI

· Pembuatan sambungan konstruksi lunas (hook dan tabled scarf)· Pembuatan sambungan lunas dan gading bawah· Pembuatan sambungan gading dan balok geladak

ANALISIS TEKNIS PENGUJIAN

PERHITUNGAN BIAYA PRODUKSI UNTUK PENGERJAAN KONSTRUKSI LUNAS , GADING DAN BALOK GELADAK UNTUK TIAP VARIASI SAMBUNGAN

ANALISIS TEKNIS EKONOMIS DARI TIAP VARIASI SAMBUNGAN

PENYUSUNAN TABEL PERBANDINGAN UNTUK TIAP VARIASI SAMBUNGAN DAN JENIS PENGUJIAANNYA

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

SELESAI

Analisis dan Pembahasan

Uji Bending ASTM D 709

σf = 3PL/2bd2

Metodologi


• Peralatan dan Bahan

Bambu Betung Lem Epoxy Alat Press Lunas

Alat Press Gading Sekrup Baut

Metodologi


• Ukuran Konstruksi

Nama Konstruksi Ukuran Penampang (mm) Ukuran Setelah

Skala (mm)

Lunas 160 x 240 80x120

Gading 60 x 95 -

Balok Geladak 90 x 90 -

Diameter Baut, Sekrup dan Paku Keling

Lunas, linggi dan

lutut linggi dengan

wrang

Lajur lunas dengan wrang, galar

balok dengan gading dan balok

geladak, tutup sisi geladak dengan

balok geladak, sambungan-

sambungan lunas

Sambungan lunas dalam,

galar kim dengan gading-

gading

mm mm mm

14 12 12

• Ukuran Baut/Sekrup

Metodologi


• Bentuk Spesimen

1. Hook Scarf 2. Tabled Scarf

3. Lunas Gading 4. Balok Geladak-Gading

Metodologi


• Proses Pembuatan Spesimen

Metodologi


• Pengujian

Hook Scarf Baut

Hook Scarf Sekrup

Tabled Scarf Sekrup

Tabled Scarf Baut

Metodologi


• Pengujian

Hook Scarf Baut

Hook Scarf Sekrup

Sekrup Baut

Grafik Pengujian


Hook Scarf Baut

Hook Scarf Sekrup

Sambungan Lunas-Gading Baut

Sambungan Balok Geladak-Gading Sekrup

Analisis & Pembahasan


• Hasil Pengujian Sambungan Antar Lunas

p b h P y L

1 Spesimen 1 Hook Scarf Baut 45800 26 69,77

2 Spesimen 2 Hook Scarf Baut 41200 30,5 62,77

3 Spesimen 3 Hook Scarf Baut 47400 27,5 72,21

4 Spesimen 4 Tabled Scarf Baut 39800 33 60,63



7 Spesimen 7 Hook Scarf Sekrup 42200 27 64,29



10 Spesimen 10 Tabled Scarf Sekrup 40400 19 61,55

11 Spesimen 11 Tabled Scarf Sekrup 43200 18,5 65,81

12 Spesimen 12 Tabled Scarf Sekrup 39000 17 59,41

13 Kontrol 1 - - 62250 45 94,83

14 Kontrol 2 - - 62000 45 94,45

15 Kontrol 3 - - 59000 65 89,88

93,06

Tipe

Fastening

Tipe

Sambungan

68,25

Defleksi

(mm)

Jarak Tumpuan

(mm)

59,31

57,69

62,26

120 801000 780

No. Nama σf (Mpa) σf rata2 (Mpa)

Panjang

(mm)

Lebar

(mm)

Tebal

(mm)

Beban Maksimum

(N)

Hasil perhitungan dengan rumus

flexural stress menunjukkan

bahwa sambungan hook scarf

baut memiliki tegangan lentur

tertinggi sebesar 68,25 Mpa



• Hasil Pengujian Sambungan Antar Lunas

Hook Scarf Baut Hook Scarf Sekrup Tabled Scarf Baut Tabled Scarf Sekrup Kontrol

115,84 97,91 100,67 105,67 157,94 %

Tegangan (σ) = Momen (M) / Modulus (W) = 58918033.22 N/m2 = 58918.0 kN/m2 = 58.92 Mpa

Jika dibandingkan dengan tegangan pada lunas

hasil perhitungan diatas prosentase dari masing-

masing sambungan adalah sebagai berikut:



• Hasil Pengujian Sambungan Lunas & Gading

p b h P y L

1 Spesimen 1 Baut 13600 55 47,72

2 Spesimen 2 Baut 15000 54 52,63

3 Spesimen 3 Baut 12200 54 42,81

4 Spesimen 4 Sekrup 13800 54 48,42



1100 95 60 800

47,72

50,35

σf rata2

(Mpa)

Lebar

(mm)No. NamaTipe

Fastening

Panjang

(mm)

Tinggi

(mm)

Beban Maksimum

(N)

Defleksi

(mm)

Jarak Tumpuan

(mm) σf (Mpa)

Dari hasil perhitungan untuk

sambungan lunas dan gading,

penggunaan sekrup memiliki

tegangan lentur tertinggi sebesar

50,35 Mpa



• Hasil Pengujian Sambungan Lunas & Gading

Lunas-Gading (Baut) Lunas-Gading (Sekrup)

109,094 115,111 %

Jika dibandingkan dengan tegangan pada Gading

hasil perhitungan diatas, prosentase dari

masing-masing sambungan adalah sebagai

berikut:

Tegangan (σ) = Momen (M) / Modulus (W)

= 43741325.44 N/m2

= 43741.33 kN/m2

= 43.74 Mpa



• Hasil Pengujian Sambungan Balok Geladak & Gading

p b h P y L

1 Spesimen 1 Baut 14100 34 23,21

2 Spesimen 2 Baut 14600 56 24,03

3 Spesimen 3 Baut 13900 37 22,88




350 90 90 800

23,37

24,86

σf rata2

(Mpa)

Lebar

(mm)No. NamaTipe

Fastening

Panjang

(mm)

Tinggi

(mm)

Beban Maksimum

(N)

Defleksi

(mm)

Jarak Tumpuan

(mm) σf (Mpa)

Hasil pengujian ini menunjukkan

perbedaan tipi antara kedua

fastening, tetapi nilai sekrup lebih

besar dengan nilai 24,86 Mpa



• Hasil Pengujian Sambungan Balok Geladak & Gading

Balok-Gading (Baut) Balok-Gading (Sekrup)

110,64 117,65 %

Jika dibandingkan dengan tegangan pada Balok

Geladak hasil perhitungan diatas, prosentase

dari masing-masing sambungan adalah sebagai

berikut:

Tegangan (σ) = Momen (M) / Modulus (W)

= 21126543.21 N/m2

= 21126.54 kN/m2 = 21.13 Mpa



Harga Bambu Betung 1 pohon (10 m) = 60.000 Rupiah60000

78.571

8

Harga bambu per meter = 8.571 Rupiah

Harga Bambu

Harga bambu per bilah = 1.429 Rupiah

=

=

Laminasi Bambu1m3

Volume bilahDimensi 1 bilah bambu

Panjang = 1 mLebar = 0,03 mTebal = 0,01 m

0,0003 m3

3333,33 bilah3333 bilah

4.761.905 Rupiah

115.000 Rupiah (hardener & resin @ 1kg)2,23 m2/set100 lapis

1 m2

1002,23

5.156.951 Rupiah

9.918.855 Rupiah

Total biaya lem epoxy =

Biaya total laminasi 1m3 bambu =

Luas permukaan tiap lapisan =

Kebutuhan lem epoxy untuk laminasi 1m3 bambu = 44,84 set

Luas permukaan yang dapat dilapisi =

Volume 1 bilah bambu =Jumlah bilah bambu dalam 1m3 =

Harga bambu per m3 =

Harga 1set epoxy =

Jumlah bilah bambu dalam 1m3 =

Jumlah lapisan vertikal dalam 1m3 =

=



• Perbandingan Bambu Laminasi Dengan Kayu Lainnya

No. Item Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m) Volume (m3)Prosentase

Pengurangan (%)

Volume Setelah

Prosentase (m3)Rupiah/m3

1 Lunas 10,46 0,16 0,24 0,40 15 0,34

2 Gading 83,72 0,06 0,095 0,82 15 0,70

3 Balok Geladak 62,41 0,09 0,09 0,51 17 0,42

1,73

No. Item Volume (m3)

1 Lunas 0,34

2 Gading 0,70

3 Balok Geladak 0,42

Perhitungan Biaya Produksi Lunas dan Gading Kapal 15 GT

Lama pengerjaan (hari)

Total Biaya Material

3.386.440

6.927.847

14.476.065

Total Biaya (pekerja min. 2 org)

4.161.777

Bambu Laminasi

Total 65,77

Total

21,59

44,17

Biaya Tenaga Kerja

26,54

50.000

2.653.626

9.918.855

9.230.205

2.159.256

4.417.323


Pengurangan (%)

Volume Setelah

Prosentase (m3) Rupiah/m3

1 Lunas 10,46 0,16 0,24 0,40 15 0,34

2 Gading 83,72 0,06 0,095 0,82 15 0,70

3 Balok Geladak 62,41 0,09 0,09 0,51 17 0,42

1,73


1 Lunas 0,34

2 Gading 0,70


Total 65,77 9.230.205

21,59

50.000

2.159.256

44,17 4.417.323

26,54 2.653.626

Total 14.594.491

Lama pengerjaan (hari) Biaya Tenaga Kerja Total Biaya (pekerja min. 2 org)


Merbau (Kayu Kelas 2)


10.000.000

3.414.144

6.984.523

4.195.824



• Perbandingan Bambu Laminasi Dengan Kayu Lainnya


Pengurangan (%)

Volume Setelah

Prosentase (m3) Rupiah/m3

1 Lunas 10,46 0,16 0,24 0,40 15 0,34

2 Gading 83,72 0,06 0,095 0,02 15 0,70

3 Balok Geladak 62,41 0,09 0,09 0,00 17 0,42

0,42


1 Lunas 0,34

2 Gading 0,70


Total 65,77 9.230.205

Total 40.864.575

Lama pengerjaan (hari) Biaya Tenaga Kerja Total Biaya (pekerja min. 2 org)

21,59

50.000

2.159.256

44,17 4.417.323

26,54 2.653.626

9.559.603

19.556.664

11.748.308


Kayu Jati


28.000.000

Untuk membuat konstruksi lunas, gading dan balok geladak kapal 15GT penggunaan

bambu laminasi merupakan pilihan termurah dengan total biaya material dengan

ongkos pekerja sebesar Rp. 23,706,270 sebagai perbandingan apabila dibangun

dengan menggunakan kayu jati harganya akan naik 2 kali lipat atau sebesar Rp.

50,094,780 jika di prosentasekan maka penggunaan bambu laminasi 111,32 persen

lebih murah ketimbang kayu jati



• Pengerjaan Fastening Tipe "Hook Scarf"

1 8.250 44.222

2 17.700 82.022

1 13.333

2 23.333

Jumlah Baut/Sekrup

Tiap Sambungan

4Baut

Harga/Unit

(Rupiah)

Total Harga

(Rupiah)

Sekrup

No. Sistem Pengikat

1

Jumlah SambunganLem Perekat

(Rupiah)

11.222

Baut4

Sekrup

Biaya Tenaga Kerja/Hari

(Rupiah)

50.0004

7

No. Sistem PengikatJumlah Baut/Sekrup

Tiap Sambungan

Lama Pembentukan

sambungan (menit)

Biaya Tenaga

Kerja/Hari (Rupiah)

50.00050

Total Biaya (Rupiah)

41.667

Lama Pengerjaan

(menit)Total Biaya

Tipe "Tabled Scarf"

1 8.250 45.851

2 17.700 83.651

1 13.333

2 23.333

Total Harga

Baut1 4

Sekrup

Harga/Unit

(Rupiah)

Lem Perekat

(Rupiah)

12.851

Biaya Tenaga Kerja/Hari

(Rupiah)

50.000Sekrup 7

4

No. Sistem Pengikat Jumlah SambunganJumlah Baut/Sekrup

Tiap Sambungan

No. Sistem PengikatJumlah Baut/Sekrup

Tiap Sambungan

Lama Pengerjaan

(jam)Total Biaya

Baut 4

Lama Pembentukan

sambungan (menit)

Biaya Tenaga

Kerja/Hari (Rupiah)Total Biaya (Rupiah)

35 50.000 29.167



• Pengerjaan Fastening

Sambungan Lunas & Gading

Sambungan Balok Geladak & Gading

Lama Pembentukan sambungan (menit)

Biaya Tenaga Kerja/Hari (Rupiah)


30 50,000 25,000

No. Sistem Pengikat Jumlah Sambungan Jumlah Baut/Sekrup

Tiap Sambungan Harga/Unit

(Rupiah) Lem Perekat

(Rupiah) Total Harga

1 Baut 1 1

8,250 1,325

9,575

2 Sekrup 17,700 19,025

No. Sistem Pengikat Jumlah Baut/Sekrup

Tiap Sambungan Lama Pengerjaan

(menit) Biaya Tenaga Kerja/Hari

(Rupiah) Total Biaya

1 Baut 1

10 50,000

8,333

2 Sekrup 25 20,833

Lama Pembentukan sambungan (menit)

Biaya Tenaga Kerja/Hari (Rupiah)


15 50,000 12,500

No. Sistem Pengikat Jumlah Sambungan Jumlah Baut/Sekrup

Tiap Sambungan Harga/Unit

(Rupiah) Lem Perekat

(Rupiah) Total Harga

1 Baut 1 1

8,250 309

8,559

2 Sekrup 17,700 18,009

No. Sistem Pengikat Jumlah Baut/Sekrup

Tiap Sambungan Lama Pengerjaan

(menit) Biaya Tenaga Kerja/Hari

(Rupiah) Total Biaya

1 Baut 1

10 50,000

8,333

2 Sekrup 25 20,833



• Perhitungan fastening dan Biaya Total

No Tipe Tipe Fastening Biaya Pembentukan

Sambungan Kebutuhan Sambungan


1 Hook Scarf Baut

41,667

1

99,222

Sekrup 147,022

2 Tabled Scarf Baut

29,167 88,351

Sekrup 136,151

4 Sambungan Lunas dan Gading

Baut 25,000 88

3,775,963

Sekrup 5,707,563

4 Sambungan Balok Geladak dan Gading

Baut 12,500 64

1,881,136

Sekrup 3,285,936

Komponen Biaya (Rupiah)

Konstruksi bambu laminasi 23,706,270

Sambungan antar lunas dengan hook scarf-baut

99,222

Sambungan lunas-gading dengan sekrup

5,707,563

Sambungan balok geladak-gading dengan sekrup

3,285,936

Total 32,798,990

Teknis Pengerjaan


Proses Pembuatan gading adalah proses yang paling sulit

dan memakan banyak waktu

Teknis Pengerjaan


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

Kesimpulan


1. Sambungan yang mengasilkan nilai tegangan lentur (flexural stress) paling besar

diantara yang lain ialah sambungan antar lunas hook scarf dengan fastening baut

68,25Mpa dan perbandingan terhadap tegangan hasil perhitungan manual115,84%,

sambungan antara lunas dan gading menggunakan fastening sekrup 50,35 Mpa dan

perbandingan terhadap tegangan hasil perhitungan manual 115,11% dan

sambungan antara balok geladak dan gading menggunakan fastening sekrup 24,86

Mpa dan perbandingan terhadap tegangan hasil perhitungan manual 117,65%.

Variabel yang mempengaruhi besarnya tegangan lentur pada sambungan adalah

kualitas bambu betung, kekuatan baut atau sekrup yang digunakan, ukuran ring

atau pelat tambahan pada baut atau sekrup dan jenis sambungan itu sendiri.

Kesimpulan


2. Proses pengerjaan sambungan antar lunas hook scarf lebih sulit

ketimbang tabled scarf ataupun sambungan lain pada konstruksi yang

berbeda karena arah sambungan yang memotong miring arah serat

bambu yang ulet, sehingga membutuhkan kurang lebih 50 menit untuk

satu sambungan.

3. Total biaya produksi konstruksi lunas, gading dan balok geladak berbahan bambu

laminasi sebesar Rp. 23,706,270 atau lebih murah ketimbang menggunakan

kayu merbau atau kayu jati dan total biaya konstruksi dengan fasteningnya yang

optimal menurut hasil perhitungan kekuatan sebesar Rp. 32,798,990.Biaya

sambungan yang paling ekonomis adalah tabled scarf serta tipe fastening yang

paling ekonomis untuk seluruh sambungan konstruksi adalah baut.

Saran


1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk tipe sambungan dan

fastening yang berbeda

2. Melakukan penelitian tentang pengaruh penggunaan ring atau pelat

3. Memperhatikan tebal bambu laminasi yang digunakan untuk

pembuatan konstruksi sehingga dapat mengurangi penggunaan lem.

Sekian dan Terima Kasih


studi teknis ekonomis pegaruh variasi sambungan...

Documents