Sebagai bahan konstruksi alami, bambu mempunyai sifat – sifat fisis dan mekanis yang khas dan sangat berbeda dengan bahan konstruksi yang lain. Oleh
karena itu, dalam pemanfaatan bambu sebagai bahan konstruksi kita harus sedikit banyaknya mengetahui tentang beberapa sifat – sifat tersebut tersebut agar dalam
penggunaannya dapat dikembangkan secara maksimal.
II.1.1 Sifat Bahan Bambu
Bambu dikenal oleh masyarakat memiliki sifat-sifat yang baik untuk dimanfaatkan, antara lain batangnya kuat, ulet, lurus, rata, keras, mudah dibelah,
mudah dibentuk dan mudah dikerjakan serta ringan sehingga mudah diangkut. Selain itu tanaman bambu mempunyai ketahanan yang luar biasa. Rumpun
bambu yang telah dibakar, masih dapat tumbuh lagi, bahkan saat Hiroshima dijatuhi bom atom sampai rata dengan tanah, bambu adalah satu-satunya jenis tanaman yang
masih dapat bertahan hidup. Ditambah lagi sifat bambu elastis sehingga struktur bambu mempunyai ketahanan yang tinggi baik terhadap angin maupun gempa.
II.1.2 Sifat Fisis Bambu
Physical Properties atau Sifat fisis adalah sifat yang berhubungan dengan
faktor-faktor dalam yang bekerja pada benda itu sendiri. Sifat fisis bambu ditentukan oleh faktor dalam yang meliputi :
1. Banyaknya zat dinding sel yang ada pada bambu,
2. Susunan dan arah mikrofibril dalam sel-sel, 3. jaringan-jaringan dan Susunan kimia zat dinding sel.
4. Lingkungan pertumbuhan dan asalnya.
Universitas Sumatera Utara
II.1.2.1 Kadar Air Bambu
Bambu termasuk zat higroskopis, artinya bambu mempunyai afinitas terhadap air, baik dalam bentuk uap maupun cairan. Kayu atau bambu mempunyai
kemampuan mengabsorpsi atau desorpsi yang tergantung dari suhu dan kelembaban udara disekelilingnya. Menurut Liese dalam Pathurahman, 1998, kandungan air
dalam batang bambu bervariasi baik arah memanjang maupun arah melintang. Hal itu tergantung dari umur, waktu penebangan dan jenis bambu.
Kadar air dinyatakan sebagai kandungan air yang berada dalam bambu. Namun bambu selalu berusaha mencapai keseimbangan, EMC Equilibrium
Moisture Content . Semua nilai sifat-sifat kekuatan bambu meningkat seiring dengan
menurunnya kadar air dan berkolerasi positif dengan berat jenis.
II.1.2.2 Berat Jenis Bambu
Salah satu faktor yang berpengaruh terhadap kekuatan bambu adalah berat jenis bambu. Berat jenis dinyatakan sebagai perbandingan antara berat kering tanur
suatu benda terhadap berat suatu volume air yang sama dengan volume benda itu. Berat jenis bambu merupakan banyaknya zat kayu atau zat dinding sel.
Bambu yang mempunyai berat jenis besar berarti mempunyai jumlah zat dinding sel persatuan volume besar. Selanjutnya zat kayu ditentukan oleh beberapa faktor antara
lain tebal dinding sel, besarnya sel dan jumlah sel berdinding tebal. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Triwiyono dan Morisco 2000
dalam Morisco 2004 diketahui kadar air serta berat jenis bambu khususnya bambu
Universitas Sumatera Utara
petung..Adapun hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel II.1 Perbedaan tidak Nampak nyata pada analisis
varian berat jenis bambu petung basah dan kering.
Tabel II.1 Kadar air dan Berat Jenis Betung Dendrocalamus Asper
Posisi Nomor
Bambu Basah Bambu Kering Udara
Kadar Air Berat Jenis
Kadar Air Berat Jenis
Pangkal 1
28.610 0.634
5.381 0.646
2 34.256
0.680 4.390
0.663 3
35.361 0.603
5.909 0.682
Rata-rata 36.076
0.639 5.227
0.664
Tengah 1
41.129 0.695
6.250 0.711
2 36.402
0.701 6.926
0.702 3
35.965 0.712
6.859 0.769
Rata-rata 37.832
0.703 6.678
0.727
Ujung 1
38.699 0.754
6.034 0.763
2 36.078
0.712 8.756
0.697 3
35.517 0.686
6.818 0.820
Rata-rata 36.765
0.717 7.203
0.706 Sumber : Triwiyono dan Morisco, 2000 dalam Morisco, 2004
II.1.3 Sifat Mekanis Bambu
Sifat mekanis adalah sifat yang berhubungan dengan kekuatan bahan dan merupakan ukuran kemampuan bahan untuk menahan Gaya luar Membebani benda
tersebut yang bekerja padanya dan cenderung untuk merubah bentuk dan ukurannya. Sifat mekanis meliputi Kuat Tarik, Kuat Tekan, Kuat Geser dan Kuat Lentur.
II.1.3.1 Kuat Tarik Bambu
Kuat tarik bambu yaitu suatu ukuran kekuatan bambu dalam hal kemampuannya untuk menahan gaya-gaya yang cederung menyebabkan bambu itu
Universitas Sumatera Utara
terlepas satu sama lain. Kekuatan tarik dibedakan menjadi dua macam yaitu kekuatan tarik tegak lurus serat dan kekuatan tarik sejajar serat. Kekuatan tarik sejajar arah
serat merupakan kekuatan tarik yang terbesar pada bambu. Kekuatan tarik tegak lurus serat mempunyai hubungan dengan ketahanan bambu terhadap pembelahan
Yododibroto, 1979.
Tabel II.2 Kuat Tarik Bambu Kering Oven Jenis Bambu
Kuat Tarik Kgcm
2
Tanpa Nodia Dengan Nodia
Ori 2968
1305 Betung
1938 1183
Wulung 1693
1499 Tutul
2203 755
Sumber : Morisco 1996 Dari tabel diatas terlihat bahwa kekuatan bambu dengan nodia lebih rendah
dari bambu tanpa nodia. Turunnya kekuatan ini disebabkan karena serat bambu di sekitar nodia tidak lurus, sebagian berbelok menjauhi sumbu batang sedang sebagian
lain berbelok menuju sumbu batang. Menurut Morisco berdasarkan penelitiannya pada tahun 1994-1999 dalam
membandingkan kuat tarik bambu Ori dan petung dengan baja struktur bertegangan leleh 2400 kgcm2 mewakili baja beton yang banyak terdapat dipasaran, dilaporkan
kuat tarik kulit bambu Ori cukup tinggi yaitu hampir mencapai 5000 kgcm2 atau sekitar dua kali tegangan leleh baja. Sedang untuk spesimen dari bambu petung kuat
tarik rata-ratanya juga lebih tinggi dari tegangan luluh baja, hanya satu spesimen saja yang kuat tariknya dibawah tegangan luluh baja.
Universitas Sumatera Utara
P P
Serat Bambu
Gambar II.1 Diagram tegangan-regangan Bambu dan Baja Morisco, 1999
Janssen 1980 menyatakan bahwa kekuatan tarik bambu akan menurun dengan meningkatnya kadar air, kekuatan tarik maksimum bagian luar bambu paling
besar dibandingkan dengan bagian-bagian yang lain.
Gambar II.2 Batang Bambu menerima gaya tarik
II.1.3.2 Kuat Tekan Bambu
Kekuatan tekan merupakan kekuatan bambu untuk menahan gaya dari luar yang datang pada arah sejajar serat yang cenderung memperpendek atau menekan
bagian-bagian bambu secara bersama-sama Pathurahman, 1998 .
Universitas Sumatera Utara
Gaya tekan yang bekerja sejajar serat bambu akan menimbulkan bahaya tekuk pada bambu sedangkan gaya tekan yang bekerja tegak lurus arah serat akan
menimbulkan retak pada bambu.
Bahaya Tekuk
P P
Gambar II.3 Batang Bambu menerima gaya tekan sejajar serat
P P
Bambu
Gambar II.4 Batang Bambu menerima gaya tekan tegak lurus serat
Kekuatan tekan bambu semakin tinggi dari pangkal menuju ujung, sesuai dengan meningkatnya jumlah serat sklerenkim yang merupakan pendukung utama
keteguhan bambu dan dipengaruhi oleh berat jenis dan masa dari bambu tersebut. Jadi kekuatan tekan dari bambu meningkat dari pangkal menuju ujung seiring
dengan berkurangnya kadar airkenaikan berat jenis dari bambu tersebut juga diakibatkan prosentase kulit bagian yang keras terhadap tebal dinding pada ujung
lebih besar dari pangkal.
Universitas Sumatera Utara
P P
Gaya Geser
Beberapa hal penting tentang Kuat Tekan sejajar arah serat bambu pada beberapa jenis bambu :
Keteguhan tekan sejajar arah serat pada bambu berumur 3 tahun ternyata lebih tinggi dari pada keteguhan sejenis pada bambu berumur 6 tahun.
Keteguhan tekan sejajar arah serat mengalami peningkatan sejalan dengan meningkatnya posisi vertikal contoh uji dari pangkal ke arah ujung batang.
Hal ini disebabkan oleh kondisi kerapatan berkas pengangakutan yang semakin meningkat pula mengikuti peningkatan posisi vertikal pada batang.
Keteguhan tekan sejajar arah serat tidak berpengaruh oleh kehadiran nodia pada contoh uji.
II.1.3.3 Kuat Geser
Kekuatan geser adalah ukuran kekuatan bambu dalam hal kemampuannya menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian bambu bergeser dari bagian lain
didekatnya.
Gambar II.5 Batang Bambu menerima Gaya Geser
Kekuatan geser berbeda-beda pada tebalnya dinding batang bambu kekuatan geser pada dinding bambu 10 mm menjadi 11 lebih rendah daripada dinding
bambu setebal 6 mm, dan pada bagian ruas dan bagian di antara ruas batang bambu. Bambu berumur 5 tahun mempunyai keteguhan tekan sejajar serat tertinggi.
Universitas Sumatera Utara
Nilai kuat geser bambu memiliki prinsip dan hubungan yang sama dengan kuat tekan bambu dimana kekuatan geser bambu juga turut dipengaruhi oleh berat
jenis bambu dan masa serat dari bambu itu sendiri.
II.1.3.4 Kuat Lentur Bambu
Kuat Lentur merupakan ukuran kemampuan suatu bahan menahan lentur Beban yang bekerja tegak lurus sumbu memanjang serat di tengah-tengah bahan
yang di tumpu pada kedua ujungnya tanpa terjdi perubahan bentuk yang tetap. Kuat Lentur dapat dibedakan menjadi 2 dua macam, yaitu kuat Lentur statik
dan kuat Lentur pukul. Kuat Lentur statik menunjukkan kekuatan bambu dalam menahan gaya yang mengenainya perlahan-lahan, sedangkan kuat Lentur pukul
adalah kekuatan bambu dalam menahan gaya yang mengenainya secara mendadak.
Gambar II.6 Batang Bambu yang menerima beban lentur
Balok bambu yang terletak pada dua tumpuan atau lebih, bila menerima beban berlebihan akan melengkungmelentur. Pada bagian sisi atas balok akan terjadi
tegangan tekan dan pada sisi bawah akan terjadi tegangan tarik yang besar lihat Gambar II.6. Akibat tegangan tarik yang melampaui batas kemampuan bambu maka
akan terjadi regangan yang cukup berbahaya.
Universitas Sumatera Utara
II.1.4 Tegangan Ijin Bambu untuk Perancangan
Dalam perancangan struktur, bangunan yang akan dibuat harus ekonomis, aman dan tidak mengkhawatirkan. Kekuatan bambu sangat dipengaruhi oleh keadaan
lingkungan, kesuburan tanah serta lokasi tempat tumbuh. Perancangan struktur harus didasarkan kekuatan bambu dengan memperhitungkan faktor aman secukupnya.
Tegangan Ijin untuk Perancangan Penelitian-penelitian yang pernah dilakukan telah mendapatkan angka-angka yang menunjukan kekuatan bambu, tetapi
perlu diingat bahwa bambu merupakan bahan organik yang tumbuh secara alami sehingga memiliki kekuatan yang tidak seragam pada satu jenisnya dan pada
kenyataannya bambu dari jenis yang sama memiliki kekuatan yang tidak selalu sama. Menyadari bahwa pemakaian bambu sebagai bahan bangunan cukup banyak
dijumpai di berbagai daerah di Indonesia, Departemen Pekerjaan Umum melalui Pusat penelitian dan Pengembangan Pemukiman telah melakukan penelitian
mendalam tentang bambu khususnya dalam upaya untuk membuat pedoman bagi masyarakat untuk mengetahui sifat fisik dan mekanika bambu. Adapun hasil
penelitian selengkapnya dapat dilihat pada Tabel II.5.
Tabel II.3 Kuat Batas dan Tegangan Ijin Bambu Morisco, 1999
Jenis Tegangan
Kuat Batas Kgcm
2
Tegangan Ijin Kgcm
2
Tarik 981 – 3920
294.2 Lentur
686 – 2940 98.07
Tekan 245 – 981
78.45 E Tarik
98070 – 294200 196.1 x 10
3
Sumber : Morisco,1999
Universitas Sumatera Utara
Pada tabel II.5 merekomendasikan tegangan ijin yang dapat dipakai oleh berbagai macam bambu. Tentunya tegangan ijin yang direkomendasikan ini
cenderung berada pada posisi yang aman untuk pemakaian. Dengan demikian angka- angka tersebut jika dipakai sebagai dasar dalam perancangan tentunya akan
menghasilkan struktur yang konservatif. Jika diinginkan hasil perancangan yang baik, yaitu aman dan ekonomis, maka
pengujian kekuatan bahan perlu dilakukan. Hasil yang diperoleh, sebelum dipakai untuk perancangan perlu dikombinasikan dengan faktor aman secukupnya.
Dalam praktek bambu sering dipasang dalam keadaan masih segar sehabis dipotong dari rumpun. Setelah terpasang pada bangunan, secara berangsur-angsur air
bambu akan menguap. Prawirohatmodjo 1990 telah membuktikan bahwa pemakaian bambu segar tidak membahayakan, karena setelah bambu kering
kekuatannya bahkan sedikit meningkat.
II.1.5 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis
