Hasil yang diperoleh dari pengukuran berat jenis kayu pada rangka dinding sampel berkisar antara 0.54
– 0.62. Berat jenis tertinggi dimiliki oleh kayu pada dinding plus, yaitu sebesar 0,62. Sedangkan berat jenis terendah
dimiliki oleh kayu pada dinding kontrol, yaitu sebesar 0,54. Menurut Martawijaya et al. 1981 berat jenis kayu meranti berkisar antara 0,3
– 0,86. Rata-rata berat jenis kayu lapis yang diperoleh adalah 0,34 dan panel bambu sandwich 0,22.
Menurut Sharma dan Mehra 1970 dalam Sonisa 1995 dinding bambu bagian luar memiliki berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan bagian
dalam. Hal ini tergantung dari kandungan serabut yang sangat bervariasi kerapatannya dalam batang. Berat jenis bambu yang diperoleh dari pengukuran
adalah 0,66.
4.2 Pengujian Mekanis Dinding Racking Test
Pengujian dinding geser pada produk panel bambu sandwich dilakukan untuk mendapatkan nilai racking stiffness dan racking strength. Untuk
mendapatkan nilai beban lateral maksimum yang akan digunakan, maka dilakukan racking test terhadap panel bambu sandwich tanpa bresing dan panel bambu
sandwich dengan bresing diagonal. Dari pengujian tersebut diperoleh hasil beban lateral maksimum sebesar 4,913 kN untuk panel bambu sandwich tanpa bresing
dan 6,737 kN untuk panel bambu sandwich dengan bresing diagonal. Untuk kepentingan keselamatan saat diaplikasikan pada rumah pra-fabrikasi, maka nilai
beban lateral maksimum yang digunakan dalam penghitungan nilai racking stiffness adalah nilai beban lateral maksimum yang terkecil. Nilai racking stiffness
diperoleh dari persamaan: Racking Stiffness=
1 2
�9−�6 �9−�6
+
�19−�16 �19−�16
kNmm Ket:
F6 = beban pada step ke-6 V6
= displacement pada step ke-6
F9 = beban pada step ke-9 V9
= displacement pada step ke-9
F16 = beban pada step ke-16 V16
= displacement pada step ke-16
F19 = beban pada step ke-19 V19
= displacement pada step ke-19
Berdasarkan hasil pengujian panel bambu sandwich yang diperoleh dapat dilihat bahwa pemasangan bresing dapat menurunkan nilai racking stiffness
Tabel 1. Nilai racking stiffness pada panel bambu sandwich kontrol adalah yang tertinggi, sedangkan panel bambu sandwich dengan bresing vertikal memiliki nilai
racking stiffness terendah dibanding dengan panel bambu sandwich lainnya. Hasil tersebut tidak sesuai dengan fungsi bresing, karena
bresing berperan sebagai batang pengaku untuk menjaga kestabilan komponen struktur dalam menerima
beban lateral. Tabel 1 Hasil Pengujian Dinding Geser Dinding Panel Bambu Sandwich
Sampel Panel
Bambu Sandwich
Racking Stiffness
kNmm Racking
Strength kN
Displacement maks
mm Kontrol tanpa Bresing
2,570 5,168
66,80 Vertical Bresing
0,839 5,521
90,02 Horizontal Bresing
1,571 7,384
74,32 Plus Bresing
2,018 5,521
72,08 Nilai racking strength merupakan beban maksimum yang dapat ditahan
oleh dinding saat pengujian. Nilai racking strength yang diperoleh dari pengujian menunjukkan hasil yang berlawanan dengan nilai racking stiffness. Hasil
pengujian memperlihatkan bahwa pemberian bresing dapat meningkatkan nilai racking strength. Nilai racking strength tertinggi dimiliki oleh panel bambu
sandwich dengan bresing horizontal, sedangkan yang terendah dimiliki oleh panel bambu sandwich kontrol. Tabel tersebut juga memperlihatkan besarnya
displacement yang dialami oleh masing-masing dinding panel bambu sandwich. Displacement merupakan perubahan bentuk, dimensi, dan posisi dari suatu materi
dalam skala waktu dan ruang. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa panel bambu sandwich kontrol mengalami displacement terkecil, sedangkan panel
bambu sandwich dengan vertikal bresing mengalami displacement terbesar dibandingkan panel bambu sandwich yang lainnya.
Agar dapat menentukan zona gempa yang tepat untuk mengaplikasikan dinding panel bambu sandwich, maka harus dilakukan perhitungan gaya gempa
terlebih dahulu. Karena belum adanya standar untuk menghitung beban gempa pada bangunan rumah satu lantai, maka perhitungan gempa dilakukan pendekatan
menggunakan standar SNI 03-1726-2002 yang berlaku untuk perhitungan beban
gempa bangunan dua lantai atau lebih. Berdasarkan SNI 03-1726-2002, perhitungan gaya gempa dilakukan menggunakan cara analisis gempa static
ekuivalen. Asumsi tipe rumah yang digunakan untuk menentukan beban vertikal adalah rumah pra-fabrikasi tipe 21 yang berada di Fakultas Kehutanan Institut
Pertanian Bogor, namun dengan adanya pengembangan atau modifikasi maka perhitungan gaya gempa menggunakan asumsi rumah tipe 36. Bangunan rumah
kayu pra-fabrikasi dikategorikan sebagai bangunan beraturan dengan tinggi dinding 2400 mm dan diperuntukan rumah tinggal. Bangunan rumah pra-fabrikasi
ini ditetapkan pada jenis tanah keras karena menggunakan pondasi model umpak yang dibangun di atas tanah yang rata dan stabil
. a.
Berat Bangunan W
t
Berat bangunan yang diperhitungkan adalah beban mati efektif struktur bangunan yang bekerja pada saat terjadinya gempa. Beban mati efektif ini
meliputi beban mati atap dan beban mati dinding Wijaya 2007. Tabel 2 Perhitungan Beban Mati Efektif Bangunan Kayu Pra-fabrikasi tipe 36
No. Komponen
W kN Jumlah
W
t
kN 1.
Panel dinding 1,471
16 23,536
2. Langit-langit
0,971 4
3,884 3.
Penutup atap 12,658
2 25,316
4. Kuda-kuda
0,392 6
2,352 5.
Lantai 5,884
1 5,884
6. Aksesoris
0,785 1
0,785 Total
61,757 b.
Koefisien Gempa C Berdasarkan SNI 03-1726-2002 nilai koefisien gempa yang diperoleh dari
Spektrum Respon Gempa Rencana dengan jenis tanah keras adalah seperti pada Tabel 3.
Tabel 3 Koefisien Gempa dari Spektrum Respon Gempa Rencana Komponen
Zona Gempa 1
2 3
4 5
6 Koefisien gempa rencana
0,05 0,15
0,23 0,30
0,35 0,42
c. Faktor Keutamaan I Struktur
Faktor Keutamaan adalah faktor pengali dari pengaruh Gempa Rencana pada berbagai kategori gedung, untuk menyesuaikan perioda ulang gempa yang
berkaitan dengan penyesuaian probabilitas dilampauinya pengaruh tersebut selama masa layan gedung itu. Berdasarkan SNI 03-1726-2002 faktor
keutamaan I untuk gedung umum seperti untuk penghunian, perniagaan, atau perkantoran adalah sebesar 1.
d. Faktor Reduksi Gempa R
Faktor Reduksi Gempa R adalah rasio antara beban gempa maksimum akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung elastik penuh dan beban
gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung daktail. Untuk mendapatkan nilai R bergantung pada faktor daktilitas µ
struktur rumah tersebut. Berdasarkan SNI 03-1726-2002 nilai µ diperoleh dengan persamaan :
1,0
≤ ≤
µ
m
Ket: δm = simpangan maksimum akibat pengaruh gempa rencana saat mencapai
kondisi sebelum keruntuhan. δy = simpangan struktur rumah pada saat terjadi leleh yield pertama.
µ
m
= nilai faktor daktilitas maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur yang bersangkutan 5,3.
Faktor reduksi gempa R diperoleh dari persamaan : 1,6 ≤ R = µf1 ≤ Rm dimana f1 adalah faktor kuat lebih beban dan beban yang terkandung di dalam
struktur rumah. Nilai f1 ditetapkan sebesar 1,6. Jika R=1,6 berarti faktor reduksi gempa untuk struktur rumah berperilaku elastik penuh, sedangkan Rm
adalah faktor reduksi gempa maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur yang bersangkutan.
Table 4 Faktor Daktilitas Struktur dan Faktor Reduksi Gempa No.
Panel Bambu Sandwich
Faktor Daktilitas µ Faktor Reduksi
Gempa R 1.
Kontrol 3,11
4,976 2.
Plus bresing 2,23
3,568 3.
Horizontal bresing 1,84
2.944 4.
Vertikal bresing 2,36
3.776 Dari hasil perhitungan faktor respon gempa R yang diperoleh, maka
diasumsikan bahwa struktur tersebut merupakan daktail parsial dengan nilai µ terbesar 3,11 sehingga didapat nilai R sebesar 4,976.
e. Gaya Geser Horizontal Gempa V
Berdasarkan SNI 03-1726-2002 nilai V diperoleh dari persamaan :
Ket : C = Nilai Faktor Respon Gempa yang didapat dari Spektrum Respon Gempa
Rencana menurut Tabel 3. I = Faktor Keutamaan Struktur
R = Faktor Respon Gempa W
t
= Berat total gedung Tabel 5 Nilai Gaya Geser Horizontal Gempa
Komponen Zona Gempa
Kecil Sedang
Besar 1
2 3
4 5
6 Gaya Geser
Horizontal Gempa V kN
0,620 1,862
2,854 3,723
4,344 5,213
Dinding kontrol -
- -
- 5,168
- Dinding vertikal
- -
- -
- 5,521
Dinding horizontal -
- -
- -
7,384 Dinding plus
- -
- -
- 5.521
Hasil yang diperoleh dari perhitungan gaya gempa dapat dilihat bahwa dinding panel bambu sandwich kontrol memiliki faktor daktilitas dan faktor
respon gempa terbesar, sedangkan dinding panel bambu sandwich dengan bresing horizontal memiliki faktor daktilitas dan faktor respon gempa terkecil. Pada grafik
beban-displacement untuk panel bambu sandwich kontrol terlihat bahwa beban lateral maksimum yang mampu ditahan adalah sebesar 5,168 kN Gambar 7,
sedangkan displacement maksimumnya sebesar 14,68 mm.
Gambar 8 Grafik beban-displacement pada panel bambu sandwich kontrol.
Gambar 9 Grafik beban-displacement dinding panel dengan bresing vertikal. Dari grafik hasil dinding panel bambu sandwich dengan bresing vertikal
Gambar 8 dapat dilihat bahwa dinding ini memiliki kemampuan menahan beban lateral maksimum yang sama dengan dinding panel dengan bresing plus, yaitu
sebesar 5,521 kN dengan displacement maksimum sebesar 13,14 mm. Dinding panel bambu sandwich dengan bresing vertikal ini memiliki racking stiffness dan
displacement maksimum yang paling rendah disbanding dengan dinding yang
-1,000 0,000
1,000 2,000
3,000 4,000
5,000 6,000
-20 20
40 60
80
B e
b a
n la
te ra
l k N
Displacement mm
-1,000 0,000
1,000 2,000
3,000 4,000
5,000 6,000
7,000
20 40
60 80
100
B e
b a
n L
a te
ra l k
N
Displacement mm
lain. Kerusakan yang terjadi sama seperti dinding lainnya. Yang membedakan adalah pada dinding panel dengan bresing vertikal ini kayu lapis mengalami
sobekan pada bagian sambungan rangka hingga bagian antara kayu rangka dengan potongan bambu yang telah direkatkan bersama kayu lapis Gambar 13a dan 13b.
a b
c Gambar 10 Kerusakan pada dinding vertikal; a Panel bambu sandwich bagian
depan, b Panel bambu sandwich bagian belakang, dan c Panel bambu sandwich tampak samping.
Grafik hasil racking test untuk dinding panel bambu sandwich dengan bresing horizontal Gambar 10 menunjukkan beban lateral maksimum yang dapat
ditahan adalah sebesar 7,384 kN dengan displacement maksimum sebesar 32,8 mm. Dinding dengan jenis bresing ini memiliki racking strength terbesar
dibanding dengan jenis bresing lainnya. Kerusakan yang terjadi saat pengujian berada pada ujung dinding panel bambu sandwich. Kerusakan yang terjadi berupa
tercabutnya paku pada kayu lapis sehingga menyebabkan kayu lapis terangkat dari kayu rangka. Selain itu, paku pada sambungan rangka kayu juga terjadi
pembengkokan dan mulai tercabut sehingga menyebabkan kayu kolom vertikal terangkat dari balok horizontal.
Gambar 11 Grafik beban-displacement dinding panel dengan bresing horizontal.
Gambar 12 Grafik beban-displacement pada panel bambu sandwich bresing plus.
Pada dinding panel bambu sandwich dengan bresing plus diperoleh grafik hasil seperti yang terlihat pada Gambar 11, yaitu bresing plus dapat menahan
beban lateral maksimum sebesar 5,521 kN dengan displacement maksimum sebesar 27,38 mm. Kerusakan yang terjadi pada saat pengujian adalah pada bagian
sambungan ujung panel, dimana kayu lapis mengalami kerusakan karena tertarik
-1,000 0,000
1,000 2,000
3,000 4,000
5,000 6,000
7,000 8,000
20 40
60 80
100
B e
b a
n la
te ra
l k N
Displacement mm
-1,000 0,000
1,000 2,000
3,000 4,000
5,000 6,000
-20 20
40 60
80
B e
b a
n L
a te
ra l
k N
Displacement mm
saat menahan beban lateral. Selain itu, paku mengalami tekukan dan sedikit tercabut dari rangka kayu sewaktu menahan beban lateral yang besar.
a b
c Gambar 13 Kerusakan pada dinding plus; a Ujung panel bagian depan, b
Ujung panel bagian belakang, dan c Ujung panel tampak samping rangka terangkat.
Hasil gaya geser horizontal gempa Tabel 3 yang diperoleh berdasarkan SNI 03-1726-2002 menunjukkan bahwa dinding panel bambu sandwich dengan
semua jenis bresing dapat diaplikasikan pada wilayah zona gempa 6, sedangkan dinding kontrol cocok diaplikasikan pada zona gempa 5. Dan semua jenis dinding
yang diuji tersebut juga mengalami kerusakan yang hampir sama pada saat pengujian. Hal ini disebabkan oleh kurang tepatnya jenis pemasangan sambungan
kayu pada rangka dinding panel bambu sandwich. Hal inilah yang menyebabkan kekuatan sambungan pada rangka kayu lemah dan paku mengalami
pembengkokan serta tercabut.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa dinding panel bambu sandwich
kontrol atau tanpa bresing memiliki racking stiffness tertinggi. Sedangkan dinding dengan jenis bresing vertikal yang terendah.
2. Racking strength pada dinding panel sandwich kontrol memiliki nilai
terendah, sedangkan yang tertinggi adalah pada dinding panel dengan bresing horizontal.
3. Berdasarkan SNI 03-1726-2002 hasil pengujian dinding panel bambu
sandwich kontrol memiliki nilai faktor daktilitas µ dan faktor respon gempa R terbesar, sedangkan dinding panel bambu sandwich dengan
bresing horizontal memiliki nilai µ dan R terkecil. 4.
Berdasarkan nilai gaya geser horizontal gempa V yang diperoleh menunjukkan bahwa dinding panel bambu sandwich dengan bresing plus,
horizontal, dan vertikal dapat diaplikasikan sebagai komponen rumah tahan gempa pada wilayah zona gempa 6, sedangkan dinding kontrol dapat
diaplikasikan pada zona gempa 5.
5.2 Saran
1. Perlu dilakukannya penelitian lanjutan dengan tipe sambungan rangka
yang lebih kuat. 2.
Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan bambu sebagai bresing.
3. Perlu dilakukannya penelitian lanjutan dengan model bresing lainnya.
4. Perlu dilakukannya penelitian lanjutan dengan dilakukannya pengawetan
terlebih dahulu pada komponen dinding panel bambu sandwich.
