translate perkayuan.docx

38
BAB 1 PENGENALAN: Spesifikasi, Jenis dan Kelas Kayu 1.1 PENDAHULUAN Tujuan dari buku ini adalah menyajikan proses desain struktur kayu secara sederhana, namun masih mencakup desain dan analisis elemen- elemen bangunan secara umum. Biasanya, rancangan struktur ditentukan oleh arsitek —untuk kemudian diserahkan kepada insinyur bangunan agar mendesain elemen- elemen bangunan dan menyajikannya dalam bentuk gambar struktur. Dalam buku ini, kita menggunakan pendekatan berbasis proyek yang mencakup proses desain bangunan berangka kayu yang akan dihadapi oleh para insinyur kebanyakan. Sasaran pembaca buku ini adalah mahasiswa yang mengambil jurusan desain bangunan kayu, insinyur dan juga desainer bangunan kayu yang mencari panduan desain yang simpel. Pembaca harus memiliki pengetahuan tentang statika, kekuatan material, analisis struktur (termasuk analisis Truss), dan perhitungan beban yang berhubungan dengan kode bangunan (beban mati, hidup, salju, angin dan beban guncangan). Beban desain akan dibahas di bab 2. Pembaca juga harus mempunyai: 1. National Design Spesification for Wood Construction, edisi 2005, ANSI/AF&PA (setelah ini akan disebut dengan NDS code) 2. National Design Spesification Supplement: Design Values for Wood Construction, edisi 2005, ANSI/AF&PA (setelah ini akan disebut dengan NDS-S)

Upload: sutarto-wondo-saputro

Post on 26-Dec-2015

57 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

BAB 1

PENGENALAN: Spesifikasi, Jenis dan Kelas Kayu

1.1 PENDAHULUAN

Tujuan dari buku ini adalah menyajikan proses desain struktur kayu secara sederhana,

namun masih mencakup desain dan analisis elemen- elemen bangunan secara umum.

Biasanya, rancangan struktur ditentukan oleh arsitek —untuk kemudian diserahkan kepada

insinyur bangunan agar mendesain elemen- elemen bangunan dan menyajikannya dalam

bentuk gambar struktur. Dalam buku ini, kita menggunakan pendekatan berbasis proyek yang

mencakup proses desain bangunan berangka kayu yang akan dihadapi oleh para insinyur

kebanyakan.

Sasaran pembaca buku ini adalah mahasiswa yang mengambil jurusan desain

bangunan kayu, insinyur dan juga desainer bangunan kayu yang mencari panduan desain

yang simpel. Pembaca harus memiliki pengetahuan tentang statika, kekuatan material,

analisis struktur (termasuk analisis Truss), dan perhitungan beban yang berhubungan dengan

kode bangunan (beban mati, hidup, salju, angin dan beban guncangan). Beban desain akan

dibahas di bab 2. Pembaca juga harus mempunyai:

1. National Design Spesification for Wood Construction, edisi 2005, ANSI/AF&PA (setelah

ini akan disebut dengan NDS code)

2. National Design Spesification Supplement: Design Values for Wood Construction, edisi

2005, ANSI/AF&PA (setelah ini akan disebut dengan NDS-S)

3. International Building Code, edisi 2006, International Code Council (ICC) (setelah ini

akan disebut dengan IBC)

4. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, edisi 2005, American Society

of Civil Engineers (ASCE) (setelah ini akan disebut ASCE 7)

Pendekatan Berbasis Proyek

Kayu adalah material bangunan dari alam yang paling melimpah dan bisa

diperbaharui, dan dipakai secara luas sebagai bahan bangunan di Amerika —di mana lebih

dari 80% bangunannya terbuat dari kayu. Jumlah konfigurasi bangunan dan contoh desain

yang bisa disajikan sangatlah banyak. Beberapa contoh pemakaian kayu sebagai bahan

bangunan ialah sebagai rumah tinggal, pasar, perkantoran, hotel, fasilitas pendidikan dan

kesehatan, panti jompo dan veteran, dan juga tempat ibadah. Bangunan kayu yang paling

umum ialah sebagai rumah dan hotel. Bangunan rumah biasanya setinggi antara satu hingga

tiga lantai, sedangkan hotel atau apartemen bisa mencapai empat lantai. Bangunan komersil,

industri dan bangunan lain yang memiliki tingkat beban tinggi tidak dibangun dengan kayu

—walaupun bisa saja kayu digunakan sebagai struktur sekunder, sebagai gudang misalnya.

Bangunan di taman bermain kebanyakan terbuat dari kayu karena biaya perawatan yang

relatif rendah dan kemampuan unik kayu untuk menahan siklus beban dinamis (beban lelah/

jenuh) yang diterima oleh struktur tersebut. Pendekatan yang dipakai di sini ialah proses

desain sederhana yang dibutuhkan dalam ilmu perkayuan secara umum. Gambar 1.1 dan 1.2

akan mengidentifikasikan ciri komponen srtuktur bangunan kayu.

1.2 CIRI KOMPONEN STRUKTUR BANGUNGAN KAYU

Kebanyakan bangunan kayu di Amerika ialah tipe konstruksi platform, di mana

rangka dinding hanya dibuat perlantai, dan lantai yang di bawah akan menjadi landasan untuk

membangun dinding selanjutnya —yang nantinya akan menyangga dinding di lantai atasnya.

Dindingnya biasanya berdiri vertikal di antara landasan lantai bawah dan landasan lantai di

atasnya.

(Gambar 1.1) sekilas perspektif bagian- bagian bangunan

(Gambar 1.2) sekilas bagian- bagian bangunan secara umum

Ini sangat berbeda dengan konstruksi tipe balon yang jarang digunakan, di mana

rangka dinding tipe ini dibuat berlanjut dari bawah sampai atas sesuai ketinggian bangunan,

dan frame lantai ditopang oleh brackets (pelat siku) yang dipasang pada rangka dinding.

Elemen srtuktur secara umum pada sistem bangunan kayu dijelaskan di bawah ini.

Rafter /Kaki Kuda- Kuda (Gambar 1.3) Secara umum rafter adalah balok atap yang

dipasang secara miring, dengan interval yang cukup rapat (12, 16 atau 24 inchi) dan menahan

beban yang lebih ringan daripada beban yang ditahan oleh rangka atap, balok utama, atau

rangka baja. Rafter biasanya ditopang oleh rangka atap, balok nok, jurai atau dinding. Dalam

prakteknya, panjang maksimal rafter biasanya antara 4-5 meter. Rafter dengan panjang

bervariasi yang ditopang oleh jurai disebut jack rafters (lihat gambar 1.6). Rafter atap dengan

balok nok non-struktural, seperti papan ridge 1X, membutuhkan tie joists atau collar joists

untuk menahan dorongan secara horizontal ke arah luar pada dinding, yang diakibatkan oleh

beban gravitasi pada rafter yang memang dipasang secara miring. Sebuah atap berangka

rafter dengan tie joist, akan berfungsi sebagai rangka penyangga ketiga.

(Gambar 1.3)

Contoh frame atap

Joists (Gambar 1.4) Joists adalah rangka kayu lantai yang ditata dengan interval cukup

rapat (12, 16 atau 24 inchi) untuk menyangga atap atau dek lantai. Joists menahan beban

yang lebih ringan daripada balok utama atau balok nok. Joists biasanya disangga oleh balok

utama lantai, dinding atau balok nok. Dalam prakteknya, panjang joist biasanya 4-5 meter.

Bila lebih panjang dari 6 meter, biasanya akan membutuhkan prodak teknik yang lebih

matang, contohnya I-joists atau joist jaring terbuka —yang dalamnya bervariasi antara 3-7

meter. Joists lantai bisa dipasang di atas balok lantai, dibuat bersambung (inline joists dan

lapped joists) dengan joists lain pada balok lantai, atau joists bisa juga di pasang di pinggir

balok lantai menggunakan penggantung. Lapped joists–bersambung lebih sering digunakan

karena kemudahan dalam pemasangannya dan juga karena lapped joists tidak terpengaruh

dengan lebar balok penyangga.

(Gambar 1.4) Elemen- elemen frame lantai

Joists Berlapis Joists berlapis adalah dua atau lebih kayu joists yang disatukan dan

berfungsi sebagai balok komposit. Fungsinya adalah sebagai penahan beban berat yang

terpusat atau beban dari dinding yang pararel dengan joists tersebut, belum termasuk beban

lantai itu sendiri. Joists berlapis juga dipakai sebagai bingkai sekitar tangga.

Joists Header dan Trimmer Joists header dan trimmer adalah pertemuan dari joists

berlapis yang berbeda arah dan digunakan sebagai bingkai bukaan tangga. Joists trimmer

dibuat sejajar dengan sisi panjang dari bukaan lantai, dan mendukung fungsi rangka lantai

dan dinding di ujung tangga. Joists header bisa dipakai untuk menahan pegangan tangga dan

beban lantai, dan juga sejajar dengan sisi pendek bukaan lantai.

Balok Utama Balok utama adalah elemen horizontal yang lebih panjang dan

berfungsi untuk menahan beban gravitasi yang lebih berat daripada joists maupun rafter (kaki

kuda- kuda). Balok kayu utama bisa juga dibuat dengan menyatukan beberapa joists.

Beberapa macam dari balok rangka utama adalah balok kayu utuh, balok kayu glulam (di

laminasi dan di lem) /balok PSL atau balok kayu vinir laminasi (LVL).

(Gambar 1.5) Contoh Balok Rangka Utama

Balok kayu nok Kayu nok adalah balok rangka yang menahan bubungan dan kaki

kuda- kuda. Biasanya kayu nok disangga oleh kolom secara vertikal atau juga oleh balok

secara melintang.

Jurai- jurai Jurai adalah balok kayu yang dipasang miring diagonal yang menahan jack

rafters pada atap, dan beban atap triangular yang disebabkan oleh panjang jack rafters yang

berbeda- beda (lihat Gambar 1.6). Jurai ditahan oleh dinding dan kaki kuda- kuda di ujung

balok nok. The jack atau rafter yang panjangnya bervariasi ditahan oleh jurai dan dinding.

Bentuk dari jurai- jurai biasanya dalah V terbalik, dan di desain seperti balok nok.

(Gambar 1.6) Jurai- jurai

Kolom Kolom adalah balok vertikal yang menahan beban tekanan aksial dan kadang-

kadang menahan beban lengkung yang disebabkan oleh beban angin lateral, atau beban

esentrisitas gravitasi pada kolom. Kolom biasanya dibuat dari kayu P&T atau kayu glulam,

walau terkadang balok kolom juga dibuat dari kayu dimensional. Kayu kolom bisa juga

dipakai sebagai rangka dinding, yang mana akan menahan gaya dan tekanan aksial dari efek

balik beban seismik dan lateral pada bangunan.

Truss/ Kuda- Kuda (Gambar 1.7)

Truss dibuat dari kayu- kayu yang

digabungkan sedemikian rupa, dan berfungsi

untuk menahan tekanan aksial dan beban

lengkung. Kuda- kuda biasanya berjarak

tidak lebih dari 48 inchi pada pusatnya dan

memiliki panjang hingga 36 meter. Kuda-

kuda biasanya dibuat melintang dari dinding

ke dinding. Terdapat beberapa konfigurasi

kuda- kuda yang bisa dipakai, termasuk juga

kuda- kuda busur, gunting, Frat dan Warren.

Dalam prakteknya, untuk alasan ekonomi,

truss buatan pabrik biasanya telah ditentukan

jenisnya, dan kebanyakan merupakan desain

dari perusahaan truss itu sendiri —bukannya

buatan desainer. Truss buatan pabrik bisa

juga dipakai sebagai frame lantai. Ini

biasanya digunakan apabila panjangnya tidak

memungkinkan untuk memakai yang terbuat

dari kayu. Rasio panjang-tinggi yang

direkomendasikan untuk kuda- kuda kayu

ialah 8 hingga 10 untuk kuda- kuda datar, 6

atau kurang untuk kuda- kuda triangular, dan

6 hingga 8 untuk kuda- kuda busur.

(Gambar 1.7) contoh kuda- kuda

Rangka dinding (Gambar 1.8) Rangka dinding biasanya dibuat dari kayu dimensional

yang dipasang dengan interval cukup dekat (biasanya 12, 14 atau 24 inchi). Rangka kayu

biasanya digunakan untuk menahan beban aksial terpusat, namun bisa juga dipakai untuk

menahan gabungan dari beban aksial terpusat dan beban lengkung karena tekanan angin yang

mengenai dinding. Rangka kayu juga bisa digunakan untuk menahan beban aksial esentris;

contohnya pada gudang dengan rangka dinding dan lantai yang dipasang pada bagian sempit

kayu rangka menggunakan hanger. Dikarenakan adanya beban aksial, rangka dinding bagian

dalam harus didesain untuk menahan tekanan angin interior minimum 5psf, seperti yang

ditentukan dalam IBC.

Rangka dinding biasanya digabungkan dengan triplek yang dipaku pada rangkanya.

Sehingga, rangka kayu dipasang secara lateral pada selubung dinding untuk menahan sumbu

lemahnya. Rangka dinding dan selubung triplek juga secara bersama- sama berfungsi sebagai

diafragma vertikal untuk menahan beban lateral yang sejajar dengan dinding. Jack stud

(disebut juga jamb atau trimmer) adalah rangka yang menyangga ujung tepi kusen dinding

dan pintu; king stud adalah rangka dengan tinggi-penuh yang menempel pada jack stud; dan

cripple stud adalah rangka dengan tinggi medium yang terletak di atas atau di bawah kusen

jendela atau pintu. Frame dinding biasanya terdiri dari rangka, selubung dinding, dan kayu

ambang atas-bawah yang biasanya dibuat bersamaan sebagai satu unit untuk selanjutnya

diposisikan pada bangunan.

(Gambar 1.8) elemen- elemen

frame dinding

Balok Kantilever (Gambar 1.9) Balok

kantilever terdiri dari bagian belakang yang

diapit dua penyangga, dan bagian

menggantung (kantilever) yang menjorok

keluar melebihi dinding di bawahnya.

Kantilever kadang digunakan pada frame

atap sebagai bagian peneduh dari jendela dan

untuk melindungi dinding dari hujan, atau

digunakan pada frame lantai sebagai balkon.

Bagian belakang akan lebih efisien jika

panjangnya tiga kali lipat daripada panjang

bagian yang menggantung. Defleksi dari

bagian yang menggantung dan gaya angkat

yang dialami balok bagian belakang bisa

menjadi hal fatal bagi balok tipe ini. Balok

ini harus di desain untuk menahan beban

hidup unbalance, skip, atau pattern untuk

menghadapi kemungkinan terburuk yang

bisa terjadi. Perlu diingat bahwa kantilever

pada atap biasanya rentan terhadap gaya

angkat angin, terutama di daerah yang sering

mengalami badai.

(Gambar 1.9) Frame Kantilever

Blocking dan Bridging Blocking dan Bridging merupakan kayu 2X padat atau kayu

bersilang yang dipasang diantara balok atap/ lantai, joists atau rangka dinding; yang mana

akan menghasilkan kestabilan lebih. Blocking dan bridging juga membuat balok disekitarnya

bersatu menahan beban gravitasi, dan juga membantu mendistribusikan beban yang

terkonsentrasi pada lantai. Penggunaan bridging pada kuda- kuda akan mencegah bukling

lateral-torsional pada puncak dan dasar kuda- kuda.

(Gambar Blocking dan Bridging)

Ambang atas Ambang atas adalah rangka mendatar kayu 2X yang berkelanjutan dan

terletak di atas rangka dinding di tiap lantai. Fungsinya adalah sebagai penahan lengkung-

dalam dinding dan juga gaya aksial yang dikarenakan beban lateral pada atap dan diafragma

lantai. Apabila interval frame kuda- kuda atau lantai tidak sesuai dengan rangka dinding,

maka ambang atas akan berfungsi sebagai bagian fleksural yang memindahkan sumbu lemah

frame kuda- kuda dan lantai pada rangka dinding. Ambang atas juga berfungsi sebagai

pengikat agar strukutur horizontal pada level atap dan lantai bangunan tetap menyatu.

Ambang bawah Ambang bawah adalah rangka mendatar kayu 2X yang berkelanjutan

dan terletak di bawah rangka dinding yang berfungsi sebagai penerima dan pendistribusi

beban gravitasi dari rangka dinding. Ambang bawah yang terletak di atas fondasi batu atau

beton disebut sill plates dan biasanya diberi tekanan karena adanya kelembapan yang

disebabkan oleh persinggungan langsung antara ambang bawah dengan pondasi. Ambang

bawah juga berguna untuk memindahkan beban lateral dinding pada pondasi di bawahnya

melalui baut sill anchor.

1.3 CIRI SISTEM STRUKTUR PADA BANGUNAN KAYU

Struktur bangunan berangka kayu biasanya terdiri dari; frame atap, frame lantai dan

frame dinding

Frame Atap

Berikut ialah beberapa contoh desain frame atap:

(Gambar 1.10)Layout frame kuda- kuda;

a. kuda- kuda atap

b. langit- langit

c. collar tie joists

1. Kuda- kuda dipasang melintang pada bangunan, dari tembok ke tembok (Gambar 1.10a)

2. Kaki kuda- kuda ditopang oleh kayu nok, atau jurai, atau tembok. Digunakan dalam

pembuatan atap gereja atau pembuatan loteng (Gambar 1.10b)

3. Kaki kuda- kuda yang menggunakan papan ridge sebagai garis atapnya, ditopang oleh

frame dinding. Tekanan ke arah luar akan ditahan oleh collar tie (Gambar 1.10c). Kaki

kuda- kuda yang saling berlawanan arah akan menghasilkan reaksi keseimbangan

horisontal sendiri. Reaksi horizontal ini membuat dorongan ke arah luar pada bagian

ujung kaki kuda- kuda dan dinding, yang mana harus ditahan menggunakan collar ties.

4. Pembuatan frame kayu, termasuk dengan

penggunaan purlin, joists, balok rangka,

kayu nok dan kolom interior untuk

menahan beban atap seperti pada sistem

atap datar berpanel (Gambar 1.11).

Purlin adalah kayu potongan berukuran

kecil seperti 14s dan 16s yang terletak

diantara joists dan kuda- kuda pada

sistem atap berpanel, dengan panjang

sekitar 2,4 – 3 meter, dan berjarak 2

inchi.

(Gambar 1.11) Layout frame atap pada umumnya

Frame Lantai

Pilihan dalam pembuatan frame lantai biasanya termasuk dengan penggunaan frame kayu

seperti; joists, balok rangka, girder, kolom interior dan rangka tembok untuk menahan beban

lantai. Joists pada lantai bisa dipasangkan di atas balok rangka, atau dipasang pada sisi balok

rangka menggunakan joists hanger. Pembuatan frame lantai akan membantu dalam

pemasangan selubung lantai, biasanya kayu lapis atau papan strand berorientasi (OSB), yang

nantinya akan menjadi pendukung lateral pada frame, dan menjadi permukaan lantai—

mendistribusikan beban mati dan hidup pada lantai. Terlebih, selubung lantai akan menjad

diafragma horizontal yang akan memindahkan beban angin lateral dan seismik kepada

diafragma vertikal atau dindingnya. Contoh frame lantai ada pada gambar 1.12.

(Gambar 1.12)Layout frame lantai secara umum.

a) Joists dipasang di atas balok rangka utama

b) Joists dipasang di samping balok rangka utama menggunakan hanger

Frame Dinding

Frame dinding pada bangunan berrangka kayu merupakan pemasangan vertikal kayu 2x4

atau 2x6 yang dipasang berdampingan dan berjarak 16 atau 24 inchi pada pusatnya, dengan

kayu lapis atau papan OSB sebagai selubung dindingnya. Frame dinding juga terdiri dari

ambang atas dan ambang bawah, ditambah dengan bingkai kusen yang berfungsi untuk

menahan beban bukaan pintu dan jendela. Dinding juga berfungsi untuk menahan beban

gravitasi dari atap dan frame latai, dan juga menahan beban angin lateral dan seismik. Akan

sangat diperlukan untuk menambah selubung dinding pada bagian luar dan dalam dari rangka

tersebut untuk mendapatkan kapasitas maksimum ketahanan dinding. Kadang- kadang,

sebuah balok dipasang secara diagonal untuk menahan beban lateral, tapi pemasangan ini

jarang digunakan. Lihat gambar 1.13 dan 1.14 untuk lebih jelasnya. (Lihat juga gambar 1.8)

(Gambar 1.13) Pemasangan balok kayu diagonal (Gambar 1.14) Penampang dinding pada umumnya

Dinding pada Bangunan Kayu

Kekuatan angin lateral dan kekuatan seismik bisa berakibat pergeseran, terguling, dan

miringnya bangunan kayu seperti pada gambar 1.15. Pergeseran pada bangunan seharusnya

bisa dicegah oleh gaya gesek antara bangunan dan pondasi, namun pada prakteknya, ini

dianggap tidak ada —sehingga biasanya akan dipasang baut sill anchor untuk mencegah

pergeseran. Untuk kejadian tergulingnya bangunan, yang bisa mengakibatkan bangunan

menjadi jungkir-balik, bisa dicegah karena adanya dead weight (berat mati) dari bangunan

tersebut dan juga dengan pemasangan baut anchor pada ujung bangunan. Miringnya

bangunan bisa dicegah dengan pemasangan balok diagonal, atau dengan pemasangan

selubung kayu lapis dan papan OSB pada rangka.

(Gambar 1.15) efek pada bangunan; terguling, bergeser dan miring

Gaya angkat yang diakibatkan oleh beban angin vertikal pada atap bangunan kayu,

bisa dicegah karena adanya dead weight dari atap itu sendiri dan juga dengan menggunakan

anchor. Baut anchor berguna untuk ‘mengikat’ kuda- kuda pada rangka dinding. Perhitungan

gaya angkat harus ditelusuri mulai atap hingga ke pondasi. Jika efek dari gaya angkat

mencapai dinding lantai dasar, maka baut anchor pada sill plate harus ditancapkan cukup

dalam pada pondasi atau balok utama. Pondasi juga harus diperiksa untuk memastikan

apakah berat matinya cukup; yaitu dari berat pondasi itu sendiri dan berat tanah tempat

pondasi tersebut dibuat.

1.4 SPESIFIKASI dan STRUKTUR KAYU

Kayu adalah material hidup dan merupakan salah satu bahan bangunan tertua yang

pernah ada. Kayu ada secara alami, dan bisa diperbaharui dengan menanam pohon baru.

Kayu ada bermacam- macam jenisnya dan ortotropis, sehingga kekuatannya dipengaruhi oleh

arah relativitas beban dan juga arah serat kayu. Oleh sebab itu, maka struktur kayu sangat

bervariasi antar jenis, dan karena kayu adalah benda hidup, maka kelangsungannya sangat

tergantung dengan kondisi lingkungan sekitar. Bangunan kayu dikenal sangat tahan banting,

dan bisa bertahan hingga ratusan tahun; sebagai bukti adalah dengan banyaknya bangunan

bersejarah di Amerika yang terbuat dari kayu. Pada bagian ini, kita akan membahas

spesifikasi kayu yang mana sangat penting bagi para arsitek dan insinyur dalam mengukur

kekuatan elemen dan struktur kayu.

Serat kayu terdiri dari tabung- tabung sel yang kecil, panjang, bulat atau kotak

(Gambar 1.16), dengan dinding sel yang terbuat dari selulosa, yang membuat kayu memiliki

kemampuan menahan beban. Serat pada gelonggongan kayu biasanya mengarah miring/

longitudinal dari batangnya, yang terikat oleh suatu zat semacam ‘lem’ yang disebut lignin.

Komposisi kimia dari kayu adalah kira- kira 60% selulosa, 30% lignin, dan 12% gula dan

lainnya. Air dalam dinding sel biasanya disebut bound water (air terikat) dan air dalam

rongga sel disebut free water (air bebas). Saat kayu dikeringkan, air bebas dalam kayu akan

menghilang sebelum akhirnya perlahan- lahan kayu akan kehilangan air terikatnya. Air

terikat inilah yang mempengaruhi penyusutan atau penggembungan kayu. Sel atau serat kayu

biasanya berorientasi vertikal terhadap pohon. Kekuatan kayu dipengaruhi oleh arah seratnya.

Jika arah seratnya pararel atau miring (longitudinal) terhadap batangnya, maka disebut

parallel-to-graindirection. Jika arah seratnya memutar (radial) atau tangential, maka disebut

perpendicular-to-graindirection.

(Gambar 1.16) Struktur sel pohon (Gambar 1.17) Penampang kayu secara umum

Penampang Kayu

Pohon dibagi menjadi dua kelas utama; hardwood (kayu keras) dan softwood (kayu

lunak). Penggolongan ini tidak mengindikasikan seberapa kuat sebuah pohon, karena pada

kenyataannya softwood lebih kuat daripada hardwood. Hardwood adalah pohon- pohon

berdaun lebar, sementara softwood adalah pohon- pohon berdaun jarum yang sebagian besar

tumbuh sepanjang tahun. Pohon hardwood membutuhkan waktu matang dan tumbuh yang

lebih lama daripada softwood, sehingga harganya lebih mahal dan jarang digunakan dalam

konstruksi kayu di Amerika. Lebih dari 75% penggunaan kayu di Amerika adalah berbahan

kayu softwood, dan lebih dari 2/3 jenis pohon softwood tumbuh di Barat seperti pohon

douglas fir-lach dan spurce. Beberapa contoh dari pohon hardwood ialah balsa, oak, birch

dan basswood.

Contoh gambar penampang kayu secara umum ada pada gambar 1.17. Pertumbuhan

kayu diindikasikan oleh lingkaran tahun yang terus bertambah tiap tahun pada permukaan

batang, tepat dibawah kulit pohon. Usia dari pohon tersebut bisa ditentukan dari jumlah

lingkaran tahun pada bagian dasar gelondongan kayu. Terdapat dua bagian besar pada

penampang kayu yaitu sapwood (kayu getah) dan heartwood (jantung pohon). Sapwood

berwarna cerah dan mungkin sama kuatnya dengan jantung pohon, tapi kurang tahan

terhadap kebusukan. Jantung pohon berwarna gelap, usianya lebih tua dan lebih tahan

terhadap kebusukan. Tetapi, sapwood lebih ringan dan lebih tahan pada perlakuan tekanan.

Fungsi jantung pohon ialah untuk mekanisme kehidupan pohon, sementara sapwood

mengandung sel- sel hidup untuk pertumbuhan pohon.

Kelebihan dan Kekurangan Pohon Sebagai Bahan Bangunan

Beberapa kelebihan pohon sebagai bahan bangunan ialah:

Kayu adalah bahan bangunan yang bisa diperbaharui

Kayu bisa diproses/ dikerjakan dengan mesin

Kayu memiliki rasio kekuatan–berat yang bagus

Kayu tidak akan berkarat

Kayu bagus untuk kepuasan estetika/ keindahan

Sementara beberapa kekurangan pohon ialah:

Kayu bisa terbakar

Kayu bisa membusuk, dan bisa diserang oleh serangga semacam rayap dan cacing

laut. Kelembaban bisa mempercepat pembusukan

Kayu menyimpan air

Kayu rentan terhadap instabilitas volume (ex: penyusutan dll)

Spesifikasi kayu sangat bervariasi antar satu jenis terhadap jenis lainnya, bahkan

terhadap sesama spesies. Bahkan ada juga variasi kekuatan antara satu bagian dengan

bagian lainnya dalam satu pohon.

1.5 FAKTOR- FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN KAYU

Beberapa faktor yang mempengaruhi kekuatan kayu akan dibahas pada bagian ini; (a)

jenis dan grup jenis kayu, (b) kandungan air, (c) masa pakai beban, (d) klasifikasi ukuran

kayu, (e) cacat kayu, (f) arah tekanan dan serat kayu, dan juga (g) suhu lingkungan.

Jenis dan Grup Jenis Kayu

Kayu material diproduksi dar beberapa jenis pohon. Beberapa jenis digolongkan

sebagai grup jenis, yang mana ‘ditanam, dipanen dan diproduksi bersama”. Data kode NDS

tentang tekanan terhadap grup jenis dihasilkan dari tes berulang kali, untuk memastikan

bahwa hasil tes tekanan terhadap semua jenis kayu dalam grup jenis akan konservatif dan

aman. Grup jenis ialah kombinasi antara dua atau lebih spesies. Contohnya, Douglas fir-lach

ialah grup jenis yang diperoleh dari perpaduan antara pohon Douglas fir dan Western Larch.

Hem-fir ialah grup jenis yang diperoleh dari perpaduan Western Hemlock dan White fir.

Kayu struktur diperoleh dari bermacam- macam stok pohon, dan pemilihannya untuk

digunakan dalam desain ditentukan oleh alasan ekonomi dan ketersediaan regional. Untuk

beberapa daerah, hanya ada beberapa grup jenis yang mungkin tersedia. Grup jenis yang

memiliki kekuatan ketersediaan ialah Douglas fir-lach dan southern pine, yang juga disebut

southern yellow pine. Contoh dari grup jenis yang dipakai secara luas dalam bangunan kayu

ialah Douglas fir-lach (DF-L), hem-fir, spruce-pine-fir (SPF), dan southern yellow pine

(SYP). Masing- masing grup jenis memiliki set data desain tekanan yang berbeda dalam

NDS-S, dan spesies kayu dalam grup jenis tertentu memiliki spesifikasi yang mirip dan

aturan pengelompokan yang sama.

Kandungan Air

Kekuatan dari kayu sangatlah dipengaruhi oleh kandungan air, yang mana

didefinisikan sebagai presentase jumlah air dalam sepotong kayu. Fiber saturation point

(FSP) atau titik jenuh adalah di mana saat kandungan air bebas dalam kayu telah habis

sepenuhnya. Dibawah FSP (biasanya kadar air dalam kayunya antara 25%-35%) maka kayu

akan mulai menyusut dikarenakan kehilangan air dalam dinding sel (air terikat). Equilibrium

moisture content (EMC) atau kadar air keseimbangan ialah saat dimana kadar air dalam kayu

mencapai kadar yang tetap karena seimbang dengan kelembaban lingkungan, yaitu

kelembabannya sekitar 10%-15% dalam lingkungan yang terlindung. Kadar air dalam kayu

bisa diukur dengan pengukur kelembaban genggam. Jika kadar air meningkat mendekati FSP

(kadar titik jenuh) maka kekuatan kayu akan berkurang, dan jika kadar air lebih rendah dari

FSP maka kekuatan kayu akan bertambah. Kadar air dalam kayu bisa dihitung dengan cara:

Ka (%)=(Berat kayu basah) – (Berat kayu kering tanur)

x100%(Berat kayu kering tanur)

Ada dua jenis kayu berdasarkan kandungan airnya; green (hijau) dan dry (kering).

Kayu hijau adalah kayu yang baru saja ditebang dan kandungan airnya bisa bervariasi dari

30% sampai 200%. Kayu kering ialah kayu dengan kadar air yang tidak lebih dari 19% untuk

kayu potongan dan kurang dari 16% untuk kayu glulam (tabel 1.1). Pengeringan kayu bisa

menggunakan pengering alami dan pengering oven. Kebanyakan kayu yang digunakan

adalah kayu dalam kondisi kering karena sudah pasti terlindungi dari kelembaban berlebih.

Contoh bangunan yang mana kayunya dalam kondisi green atau basah ialah garasi bis atau

gubuk. Efek dari kadar air harus diperhitungkan dalam desain dengan menggunakan faktor

penyesuaian kelembaban, (CM), yang mana akan dibahas dalam bab 3.

Tabel 1.1 Klasifikasi Kadar Air untuk Kayu Potongan dan Kayu Glulam

Klasifikasi KayuKadar Air (%)

Kayu Potongan Kayu Glulam

KeringHijau

≤19>19

<16≥16

Pengeringan Kayu

Pengeringan kayu, yaitu proses pengeringan kelembaban dalam kayu agar kadar air

dalam kayu bisa mencapai tingkat yang bisa diterima, bisa dilakukan dengan cara

pengeringan alami dan oven. Pengeringan alami yaitu dengan cara menumpuk kayu dalam

gubuk terlindung sehingga kelembaban menghilang secara alami seiring waktu. Kipas angin

bisa dipakai untuk mempercepat prosesnya. Pengeringan oven yaitu dengan cara meletakkan

kayu dalam oven dengan suhu tinggi. Suhu oven harus secara ketat dikontrol untuk mencegah

kerusakan bentuk kayu menjadi menggelinjang, membusur, atau tertekuk. Kayu yang

keringan sangat disarankan untuk dipakai dalam pembangunan karena stabilitas

dimensionalnya. Penyusutan yang terjadi karena memakai kayu hijau akan membuat

perubahan bentuk pada struktur bangunan saat kayu mongering. Jumlah kandungan air yang

menyusut pada kayu, bervariasi tergantung pada arah seratnya.

Masa Pakai Beban

Semakin lama beban dikenakan pada bagian kayu, semakin berkurang kekuatan dari

kayu itu dan sebaliknya, semakin pendek masa pakai beban dikenakan, maka kekuatan kayu

akan bertahan lebih lama. Ini dikarenakan kayu condong mengalami defleksi jika diberi

beban secara konstan karena kadar air akan terus berkurang, dikarenakan penyusutan akibat

pengeringan. Efek dari masa pakai beban harus diperhitungkan dalam desain dengan

menggunakan faktor penyesuaian beban, (CD), yang mana akan dibahas dalam bab 3

Klasifikasi Ukuran Kayu

Semakin besar ukuran kayu, perbedaan antara sifat asli kayu dan sifat elastis ideal

yang diasumsikan dalam membuat rumus desain akan semakin nampak. Contohnya, jika

kedalaman fleksural kayu bertambah, deviasi dari sifat elastis asumsi dan kekuatan kayu akan

berkurang. Variasi ukuran klasifikasi kayu ditunjukkan pada tabel 1.2, dan harus diingat

bahwa pada kayu potongan, ketebalan mengacu pada bagian kayu yang dimensinya lebih

kecil, sementara lebar kayu mengacu pada bagian kayu yang dimensinya lebih besar.

Kayu dimensional biasanya dipakai untuk membuat joists lantai dan rangka kuda-

kuda (kayu 2x8, 2x10, dan 2x12 adalah yang paling sering dipakai sebagai material

bangunan). Untuk konstruksi bangunan berangka ringan, biasanya memakai kayu

dimensional. Kayu Beam and Stringer sering dipakai sebagai balok rangka utama dan balok

nok, atau sebagai kusen. Sedangkan kayu post sering digunakan sebagai kolom.

Dimensi Nominal vs Ukuran Asli Kayu Potongan

Kayu- kayu bisa dipasarkan dalam

ukuran dressed dan undressed. Namun

kebanyakan kayu yang dipakai dalam

pembangunan adalah dalam ukuran

dressed. Saat kayu mentah didressed pada

kedua sisinya, maka disebut kayu S2S; jika

pada keempat sisinya, maka disebut kayu

S4S. Kayu undressed 2x6 S4S memiliki

ukuran 2x6 inchi, di mana ukuran dressed-

nya adalah 1.5x5.5 inchi. Ukuran kayu

biasanya disebutkan dalam gambar desain

menggunakan dimensi nominalnya. Perlu

diingat bahwa ketebalan mengacu pada

bagian kayu yang dimensinya lebih kecil,

sementara lebar kayu mengacu pada

bagian kayu yang dimensinya lebih besar.

Pada buku ini, kita asumsikan bahwa

semua kayu di dressed pada keempat

sisinya (S4S)

(Gambar 1.18) Dimensi nominal vs ukuran dressed

(Maaf, untuk istilah dressed/undressed ini saya tidak menemukan arti dalam bahasa

indonesianya, baik dari internet maupun kamus, jadi saya tidak merubah istilahnya)

TABEL TTG KLASIFIKASI UKURAN KAYU DIMENSIOAL KAYU

Cacat pada Kayu

Ada beberapa jenis cacat kayu; cacat alami, cacat selama proses pengerjaan dan cacat

selama proses pengeringan. Jenis, ukuran dan lokasi cacat akan mempengaruhi kekuatan

kayu berkaitan dengan konsentrasi tekanan pada kayu. Cacat kayu juga mempengaruhi

penampilan finishing dari kayu tersebut. Beberapa contoh cacat alami ialah cacat mata kayu,

pecah dan pembusukan jamur. Cacat proses pengerjaan kadang- kadang terjadi saat proses

pengerjaan kayu yang asal- asalan, bisa berakibat warping. Cacat selama proses pengeringan

terjadi akibat ketidak seimbangan proses penyusutan, contohnya adalah berbentuk mangkok,

busur, menggelinjang dan melengkung. Jenis cacat kayu yang paling umum digambarkan

pada gambar 1.19 dan juga termasuk:

Mata kayu : terbentuk jika ada lembaga atau cabang yang tumbuh dalam kayu

Belah : terjadi akibat pisahnya serat kayu yang bersudut pada lingkaran tahun

dan dikarenakan pengeringan kayu

Shake : terjadi akibat pisahnya serat kayu yang sejajar dengan lingkaran tahun

Pembusukan : terjadi akibat adanya jamur yang merusak kayu

(Gambar 1.19) Cacat- cacat umum pada kayu

Cacat kayu akan mengurangi jaringan penampang kayu, dan keberadaannya

menghasilkan konsentrasi tekanan pada bagian kayu. Jumlah pengurangan kekuatan kayu

tergantung pada ukuran dan lokasi cacat. Contohnya, untuk kayu yang menahan beban aksial,

mata kayu pada bagian manapun pada penampangnya akan mengurangi kapasitas

tekanannya. Di sisi lain, mata kayu pada sumbu netral di balok rangka tidak akan mengurangi

keteguhan lenturnya namun akan berakibat pada keteguhan gesernya apabila letak mata

kayunya dekat dengan penahan. Untuk kayu yang dicek secara kasat mata, stempel golongan

kayu yang mengindikasikan stress grade ,jumlah dan lokasi cacat pada kayu tersebut bisa

mengurangi nilainya.

Disarankan agar kayu tidak dipotong begitu saja di lokasi, ini bisa mempengaruhi

kekuatan kayu. Contohnya, sebuah 2x14 kayu potong sepanjang 6 meter dengan sebuah mata

kayu pada sumbu netralnya, dibawa ke sebuah lokasi untuk dijadikan balok utama. Sang

kontraktor bermaksud untuk memotong kayu ini untuk dijadikan joists dengan panjang 4.8

meter. Untuk menghindari pengurangan keteguhan gesernya, maka harus dipotong seimbang

pada kedua ujungnya untuk menjaga lokasi relatif dari mata kayu tersebut. Jika tidak, maka

kekuatan kayu akan lebih lemah daripada yang ditentukan oleh pengawas grading.

Jenis lain dari cacat kayu ialah warping, compression dan reaction. Warping

diakibatkan oleh penyusutan kayu yang tidak seimbang, membuat kayu melenceng dari garis

horizontal dan vertikal. Cacat ini tidak mempengaruhi kekuatan dari kayu, namun

mempengaruhi konstruksibilitas kayu. Contohnya, jika kayu warping dipakai sebagai joists

atau balok penyangga, akan ada pelengkungan pada bagian- bagian kayu, tergantung dari

orientasinya.

Compression atau reaction diakibatkan oleh pertumbuhan pohon yang tidak normal

dengan bentuk yang tertekuk dikarenakan efek alami atau karena efek beban angin dan salju.

Pada batang pohon yang rebah, salah satu sisi penampang akan mengalami kombinasi

tekanan dari lengkungan pohon dan beban aksial dari berat pohon itu sendiri. Serat kayu pada

bagian yang tertekan akan menjadi mudah pecah dan lemah, karena adanya tekanan internal.

Kayu yang tertekan tidak boleh digunakan sebagai bahan bangunan.

Arah Serat Kayu

Kayu adalah material dengan kekuatan yang bervariasi tergantung pada arah tekanan

dengan arah serat kayu. Akibat dari sifat tubular kayu, ada tiga arah independen yang biasa

pada kayu: longitudinal, radial dan tangential. Variasi kekuatan kayu dengan arah beban bisa

digambarkan dengan beberapa sedotan yang disatukan dengan lem. Sedotan- sedotan ini akan

lebih kuat jika beban diletakkan secara pararel dengan panjang sedotan (longitudinal); jika

beban diletakkan pada arah lain (radial atau tangential) maka sedotan akan tertindih. Arah

longitudinal disebut degan parallel-to-grain direction, dan arah tangential atau radial disebut

dengan perpendicular-to-grain direction. Jadi, kayu akan paling kuat jika letak beban

dikenakan searah dengan serat kayu, dan paling lemah jika letak beban tegak lurus dengan

arah serat kayu. Variasi sumbu pada kayu dengan arah seratnya ditunjukkan gambar 1.20.

(Gambar 1.20) Sumbu longitudinal, radial dan tangential pada kayu

Beban Aksial Paralel terhadap Serat

Ini adalah arah terkuat dari kayu, contohnya

adalah gambar 1.21 a

Beban Aksial Tegak Lurus

Kayu biasanya tidak memiliki kekuatan

untuk menahan tekanan tegak lurus karena

hanya lignin lah yang menahan tekanannya.

Sehingga NDS code melarang peletakan

beban tegak lurus dengan serat kayu. Lihat

gambar 1.21 b

Beban Bersudut terhadap Serat

Kekuatan kayu dengan beban semacam ini

adalah tengah- tengah antara kedua beban

sebelumnya. Lihat gambar 1.21 c

(Gambar 1.21) Variasi peletakan beban

Suhu Lingkungan

Kayu sangat mudah terpengaruh bila terpapar suhu diatas 1000F (380C). Seiring

dengan suhu lingkungan naik di atas 380C, maka kekuatan kayu akan berkurang. Bagian-

bagian struktur kayu biasanya dipasang pada tempat terisolasi dengan suhu kurang dari 380C.

1.6 PENGGOLONGAN KELAS KAYU POTONGAN

Kayu biasanya merupakan potongan dari gelondongan kayu pada arah longitudinal,

dan karena sifat alaminya, kayu potongan memiliki spesifikasi mekanikal dan structural yang

berbeda walau dipotong dari gelondngan kayu yang sama. Kayu- kayu yang memiliki

spesifikasi mekanikal dan structural yang mirip akan digolongkan menjadi satu kategori yang

disebut stress grade. Ini akan mempermudah proses pemilihan kayu dan meningkatkan

ekonomi. Semakin tinggi stress grade nya, semakin kuat kayunya dan semakin mahal

harganya. Penggolongan kayu menurut kekuatan, penggunaan dan cacatnya sesuai aturan

penggolongan yang disetujui, disebut lumber grading (penggolongan kelas kayu).

Jenis Penggolongan Kayu

Dua tipe penggolongan kayu yang sering dipakai ialah visual grading (penggolongan

secara kasat mata) dan mechanical grading (penggolongan secara mekanik). Tujuannya

adalah untuk menggolongkan kayu menjadi berbagai stress grade seperti Select Structural,

No.1 and Better, No.1, No.2, Utility dan lainnya. Grade stamp (setempel penggolongan)

biasanya dipakai untuk menggolongkan stress grade dari kayu tersebut, jenis grup, kadar air,

nomer rumah pemotongan kayu, dan nama perusahaan penggolong yang memberi grade.

Grade stamp akan membantu insinyur, arsitek dan kontraktor agar yakin dengan kuaitas dari

kayu yang dibawa ke lokasi, dan agar yakin bahwa kayunya memenuhi spesifikasi yang

digunakan untuk proyek. Aturan penggolongan memang bervariasi, namun ada aturan

minimum yang ditentukan oleh Standar Produk Kayu Amerika US DOC PS-20 yang

dikembangkan oleh Institut Nasioanl Standard an Teknologi (NIST). Contoh agensi

penggolongan kelas kayu di Amerika adalah Western Wood Products Association (WWPA),

the West Coast Lumber Inspection Bureau (WCLIB), the Northern Softwood Lumber Bureau

(NSLB), the Northeastern Lumber Manufacturer Association (NELMA), the Southern Pine

Inspection Bureau (SPIB), dan the National Lumber Grading Authority (NLGA).

Visual Grading (Penggolngan Secara Kasat Mata)

Visual grading adalah cara yang paling umum dan paling tua dalam sistem

penggolongan, termasuk inspeksi visual pada kayu oleh penilik bersertifikasi dan

berpengalaman dan juga dengan mematuhi aturan penggolongan dan dari stempel golongan.

Dalam visual grading, kualitas kayu dianggap kurang jika ada cacat kayu, dan efektifitas dari

visual grading sangat tergantung pada pengalaman sang penilik. Agensi penggolongan kayu

biasanya memiliki ujian sertifikasi yang harus diambil secara tahunan untuk menjaga

kualifikasi dan untuk meyakinkan bahwa kemampuan penggolongannya akurat. Stress grade

dari kayu akan berkurang jika kayunya banyak cacat, dan lokasi cacat bisa jadi sangat fatal.

Machine Stress Rating

Penggolongan menggunakan mesin adalah sistem penggolongan berdasarkan

kekakuan dan keteguhan lentur dari kayu. Setiap potongan kayu akan dijadikan subyek tes

termasuk tes secara visual. Stempel golongan pada kayu machine-stress-rated (MSR)

mengindikasikan nilai keteguhan lentur dan elastistasnya. Karena kayu hasil tes MSR

memiliki spesifikasi yang hampir seragam, maka kayu ini banyak digunakan dalam produk

kayu pabrikasi seperti kayu PSL dan kayu LVL. Machine evaluated lumber (MEL)

bergantung pada proses grading yang tergolong baru, yaitu menggunakan sinar-x untuk

mengukur kepadatan kayu. Hasil cek MEL bahkan lebih bagus daripada MSR.

Stress Grade

Berbagai stress grade yang ada di bawah ini disusun dari yang paling kuat. Semakin tinggi

stress gradenya, semakin mahal harga kayunya.

Dense Select Structural

Select Structural

No1 & Better

No1

No2

No3

Stud (Kaku)

Construction

Standard

Utility

Grade Stamp (Stempel Golongan)

Pengguanaan stempel golongan pada kayu

akan meyakinkan kontraktor dan insinyur

bahwa kayu yang disediakan memenuhi

permintaan dokumen kontrak. Kayu tanpa

stempel seharunya tidak diperbolehkan

untuk dipakai dalam proyek. Contoh dari

stempel kayu ada pada gambar 1.22. (Gambar 1.22) contoh stempel kayu. (milik Western

Wood Product Association, Portland, OR)

1.7 PENYUSUTAN KAYU

Penyusutan kayu terjadi saat kadar air dalam kayu kurang dari FSP (titik jenuh).

Penyusutan kayu terjadi dari kadar air awal sampai kandungan air kayu tersebut mengalami

kadar air kesetimbangan, yang mana bahkan bisa mencapai 8%-10% dalam lingkungan yang

terlndungi. Penyusutan yang searah dengan seratnya tidak terlalu berpengaruh, tidak seperti

penyusutan yang tegak lurus terhadap arah serat. Efek penyusutan kayu bisa diminimalisir,

yaitu dengan menggunakan kayu kering atau degan menggunakan kayu dengan kadar air

setimbang 15% atau kurang. Untuk mengurangi efek penyusutan, sebisa mungkin hindari

peletakan beban yang tegak lurus dari arah serat kayu. Untuk bagian kayu yang dipasangi dua

baris baut atau lebih, yang arahnya tegak lurus dengan serat, penyusutan lebar kayu akan

menghasilkan tekanan perpendikular pada serat di antara lubang baut, sehingga bisa membuat

kayu yang searah dengan serat menjadi terbelah. Penyusutan juga bisa memengaruhi fungsi

anchor penahan dengan dinding, yaitu karena adanya jarak antara baut anchor dengan

permukaan sill plate. Hasilnya, dinding harus digeser sebelum anchor penahan bisa diperbaiki

posisinya.

Efek penyusutan pada anchor penahan bisa diminimalisir dengan mempretensi anchor

atau dengan menggunakan alat yang mengkompensasi penyusutan. Satu metode yang terbukti

sukses dalam mengendalikan kadar air dalam kayu selama pembangunan ialah dengan

menggunakan pemanas portabel selama pembangunan. Efek penyusutan bisa juga

diminimalisir dengan menunda penyelesaian pembangunan sambil menunggu kadar air dalam

kayu berkurang banyak. Sangatlah penting untuk mengendalikan efek penyusutan dalam

pembangunan dengan cara membatasi peruabahan kadar air untuk menghindari efek besar

oada arsitektur dan mencegah defleksi lateral yang berlebih.

Jumlah penyusutan pada lebar atau ketebalan kayu sangat bervariasi, namun bisa

diperkirakan dengan menggunakan rumus berikut (diambil dari ASTM D1990):

d2=d1[ 1−(a−b M 2)/100

1−(a−b M 1)/100 ]Dimana d1 = lebar atau ketebalan awal pada kadar air mula- mula M1 inchi

d2 = lebar atau ketebalan akhir pada kadar air setelahnya M2 inchi

M1 = kadar air pada dimensi d1%

M2 = kadar air pada dimensi d2%

Variabel a dan b diambil dari Tabel 1.3. Total penyusutan secara keseluruhan atau sebagaian

adalah jumlah penyusutan secara tegak lurus terhadap serat untuk tiap elemen kayu.

Tabel 1.3 Parameter Penyusutan

Jenis kayuLebar Tebal

A b a b

Redwood, western red cedar, northern white cedarKayu lainnya

3.4546.031

0.1570.215

2.8165.062

0.1280.181

1.8 KEPADATAN KAYU

Kepadatan kayu ialah jumlah dari kadar air dalam kayu dan juga berat dari substansi

kayu atau selulosanya yang dipresentasikan dengan dalam satuan volume kayu. Walaupun

kombinasi selulosa-lignin memiliki masa jenis 1.50 dan lebih berat daripada air, namun

kebanyakan kayu yang dipakai dalam konsturksi dapat mengapung karena adanya rongga-

rongga dalam sel pohon. Kepadatan kayu bisa sangat bervariasi mulai dari 20 lb/in3 sampai

65 lb/in3, dan semakin besar kepadatan kayunya maka akan semakin kuat. Kayu yang

digunakan sebagai acuan dalam buku ini memiliki kepadatan rata- rata 31.2 lb/in3.

CONTOH 1.1Penyusutan pada kayu

Tentukan jumlah penyusutan pada lebar dari kayu basah 2x6 Douglas fir- lach dengan beban tegak lurus terhadap serat sehingga kadar airnya menurun dari nilai awal 30% menjadi nilai akhir 15%

Solusi: Untuk kayu potongan 2x6, lebarnya adalah d1 = 5.5 inchi, dan ketebalannya 1.5 inchi. Kadar air awal dan akhir ialah M1 = 30 dan M2 = 15.

Penyusutan pada lebar kayu 2x6. Dari tabel 1.3 ditemukan bahwa: a= 6.031 dan b=0.215

Dari rumus di atas,

d2=5.5 [ 1−[6.031−(0.215 )(15)]/1001−[6.031−(0.215)(30)] /100 ] = 5.32 inchi

Jadi jumlah penyusutannya adalah; d1 – d2 = 5.5 – 5.32 = 0.18 inchi

1.9 UNIT PENGUKURAN

Sistem pengukuran yang digunakan dalam buku ini adalah sistem pengukuran

Amerika. Unit pengukuran standar untuk kayu di Amerika ialah board foot (bf), yang

didefiniskan sebagai 144 inchi kubik kayu. Engineering News-Record, majalah industri

konstruksi terkenal, mengatakan bahwa nilai unit tertinggi kayu di Amerika dan Kanada ialah

1000 board feet (Mbf). Contohnya, sebuah kayu 2x6 sepanjang 18 kaki, setara dengan 18

board feet atau 0.0018 Mbf.

(2∈. ) (6∈. )(18 ft X 12)144¿3 = 18 bf atau 0.0018 Mbf