Perilaku kekuatan sambungan geser ganda batang kayu dengan paku majemuk berpelat sisi baja akibat beban uni-aksial tekan

PERILAKU KEKUATAN SAMBUNGAN GESER GANDA
BATANG KAYU DENGAN PAKU MAJEMUK BERPELAT
SISI BAJA AKIBAT BEBAN UNI-AKSIALTEKAN

SUCAHYO

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Perilaku Kekuatan
Sambungan Double Shear Balok Kayu dengan Paku Berpelat Sisi Baja pada
Beberapa Diameter dan Jumlah Paku Majemuk adalah karya saya sendiri dengan
arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Bogor, Agustus 2010

Sucahyo

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Perilaku Kekuatan
Sambungan Geser Ganda Batang Kayu dengan Paku Majemuk Berpelat Sisi Baja
Akibat Beban Uni-Aksil Tekan adalah karya saya sendiri dengan arahan dari
dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir dari disertasi ini.

Bogor, Agustus 2010

Sucahyo
NIM E263070011

RINGKASAN

SUCAHYO. Perilaku Kekuatan Sambungan Geser Ganda Batang Kayu dengan
Paku Majemuk Berpelat Sisi Baja Akibat Beban Uni-Aksial Tekan. Dibimbing
oleh NARESWORO NUGROHO, SURJONO SURJOKUSUMO dan IMAM
WAHYUDI.
Pada prinsipnya suatu bangunan struktural menuntut tiga aspek penting,
yaitu kekakuan (stiffness), kekuatan (strength) dan kestabilan (stability) struktur.
Salah satu faktor yang mempengaruhi ketiga aspek penting tersebut adalah macam
sambungan yang digunakan. Sambungan kayu merupakan titik kritis atau terlemah
yang terdapat pada elemen atau titik hubung dari suatu bangunan struktural. Pada
bangunan struktural sistim perangkaannya harus diupayakan agar sambungan
pada elemen atau titik-titik hubungnya hanya bekerja gaya uniaksial tarik atau
tekan saja. Macam sambungan kayu yang bersifat kritis dan perlu diperhitungkan
berdasarkan kaidah ilmiah adalah sambungan tarik, geser dan
momen.
Sambungan tarik pada kayu juga rentan terhadap sesaran dan ini merupakan
kelemahan berikutnya. Sambungan kayu sekarang ini dapat didisain dengan
ketelitian yang sama seperti bagian-bagian lain dari struktur.

Alat sambung tipe dowel seperti paku digunakan untuk disain sambungan
dengan pertimbangan bahwa gaya-gaya yang dipikul dan disalurkan relatif kecil.
Walaupun paku secara umum digunakan untuk konstruksi ringan namun
kemungkinan untuk digunakan pada konstruksi struktural yang memikul beban
tinggi (heavy timber constructions) bisa saja diterapkan. Penelitian sambungan
kayu ukuran pemakaian (full scale) dengan paku untuk jenis kayu yang memiliki
kerapatan atau berat jenis sedang sampai tinggi belum banyak dilakukan apalagi
diaplikasikan pada konstruksi struktural.
Tujuan penelitian ini adalah ingin menerangkan perilaku dan menentukan
besar pengaruh diameter dan jumlah paku terhadap kekuatan sambungan geser
ganda batang kayu dengan paku majemuk berpelat sisi baja akibat beban uniaksial tekan sepuluh jenis kayu tropis Indonesia. Tujuan lainnya adalah
merumuskan model regresi hubungan antara kekuatan sambungan kayu geser
ganda balok kayu dengan paku tunggal berpelat sisi baja dengan kerapatan kayu
menurut diameter paku. Disamping itu juga ingin menyusun tabel kelas mutu
sambungan geser ganda menurut beberapa diameter paku pada sesaran tertentu.
Bahan penelitian untuk sambungan paku adalah sepuluh jenis kayu yang
memiliki sebaran kerapatan (ρ) atau berat jenis (BJ) rendah sampai tinggi, yaitu
sengon (Paraserianthes falcataria), kayu nangka (Arthocarpus sp), borneo super,
meranti merah (Shorea spp), punak (Tetramerista glabra), kapur (Dryobalanops
spp), rasamala (Altingia Excelsa), mabang (S.pachyphylla), kempas (Koompassia

malaccensis) dan bangkirai (Shorea laevis). Kesepuluh jenis kayu tersebut di
peroleh dalam bentuk balok kayu berukuran penampang 6 cm (tebal) x 12 cm
(lebar) dengan panjang 400 cm, kemudian dikeringkan secara alami sampai
mencapai kadar air kering udara. Bahan lain adalah paku terdiri dari tiga ukuran
diameter, yaitu 4,1 mm (panjang 10 cm); 5,2 mm (12 cm); dan 5,5 mm (15 cm).
Pelat sambung yang digunakan adalah pelat baja berukuran penampang 1,5 cm
(tebal) x 12 cm (lebar) dengan panjang 30 cm. Pada setiap lempeng baja
dibuat lubang bor dimana besarnya disesuaikan dengan ukuran diameter paku

sementara jarak lubang untuk paku disesuaikan dengan ukuran kayu dan pelat
sambung (NDS, 2005). Metoda pengujian sifat fisik yang meliputi ρ, BJ dan KA
didasarkan pada standar Amerika, yaitu American Society for Testing and
Materials (ASTM) D 143-94 (Reapproved 2000) Standard Test Methods for
Small Clear Specimens of Timber dan sifat mekanik kekuatan tekan//serat kayu
berdasarkan standar Inggris, British Standard -BS 373 tahun 1957. Pengujian
kekuatan sambungan geser ganda didasarkan atas metoda eksplorasi. Contoh uji
sambungan geser ganda seharusnya dibuat dari 2 buah batang kayu dari jenis yang
sama dan berukuran sama, yaitu masing-masing batang berukuran penampang 6
cm x 12 cm dengan panjang 40 cm. Namun dalam pengujian hanya digunakan
sebuah batang karena pengujian dilakukan dengan pembebanan uniaksial tekan.

Penyambungan mekanis batang tersebut dilakukan dengan menggunakan pelat
sambung baja, dimana pada setiap pelat sambung baja dibuat lubang sebesar
ukuran diameter paku. Selanjutnya pada setiap ukuran diameter per pelat sambung
dibuat 4, 6, 8 dan 10 buah lubang sambungan. Contoh uji sambungan geser ganda
dan tekan sejajar serat diuji kekuatan mekaniknya masing-masing menggunakan
UTM merk Baldwin kapasitas 30 ton dan UTM Instron kapasitas 5 ton.
Penentuan kekuatan tarik sejajar serat kayu menggunakan persamaan empirik Ft//
= 172,5 SG1,05, dimana SG adalah kerapatan kayu yang diukur pada rentang kadar
air 12-15% (Tjondro, 2007). Nilai disain lateral (Z) yang dimaksud dalam
penelitian ini adalah notasi yang menggambarkan nilai tegangan ijin per paku
yang diperoleh dari pengujian empirik sambungan geser ganda berpelat sisi baja.
Pada pengujian sambungan tarik dengan paku yang diberi beban tekan sulit
menentukan beban maksimumnya. Oleh karena itu pada pengujian tersebut
biasanya ditentukan besarnya beban yang terjadi pada displacement (sesaran)
tertentu, yaitu sesaran sebesar 0,38 mm (standar Amerika); 0,80 mm (standar
Australia); 1,50 mm (Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia/PKKI NI-5 tahun
1961) dan 5,00 mm (beban runtuh/rusak). Menurut Wiryomartono (1977) beban
ijin sambungan dengan paku dapat ditetapkan 1/3 x beban maksimum (beban
rusak) atau ditetapkan dari beban pada sesaran 1,50 mm. Untuk mengetahui
perilaku dan menentukan besar pengaruh diameter dan jumlah paku terhadap nilai

Z sambungan geser ganda sepuluh jenis kayu yang diteliti data diolah dan
dianalisis secara deskriptif.
Kekuatan atau nilai disain lateral Z sambungan geser ganda batang kayu
dengan paku berpelat sisi baja meningkat dengan meningkatnya BJ atau kerapatan
kayu. Rataan Z juga meningkat dari diameter paku 4,1 mm-5,2 mm namun
menurun kembali pada diameter 5,5 mm pada berbagai sesaran (0,38 mm; 0,80
mm;1,5 mm dan 5,0 mm). Sebaliknya jumlah paku (4-10 buah) tidak memberikan
pengaruh yang nyata terhadap rataan Z.
Jenis kayu, jumlah dan diameter paku serta interaksi keduannya tidak
mempengaruhi sesaran batas proporsional. Rataan umum sesaran batas
proporsional adalah 1,24 mm dan merupakan batas nilai disain lateral Z maksimal
sambungan geser ganda batang kayu dengan paku berpelat sisi baja untuk sepuluh
jenis kayu di daerah elastis. Sebaliknya hanya interaksi jumlah dengan diameter
paku saja yang tidak berpengaruh nyata terhadap sesaran pada batas maksimum.
Tidak ada satupun sesaran pada batas maksimum yang nilainya mencapai 5,00
mm. Rataan umum dan nilai terbesar sesaran pada batas maksimum masingmasing adalah 3,06 mm dan 3,48 mm (paku berdiameter 5,5 mm).

Rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda berdasarkan
pendekatan teoritis (Percobaan I) relatif sama dan tidak berbeda nyata dengan
pendekatan batas maksimum (Percobaan III). Namun nilai Z dari kedua

pendekatan tersebut jauh lebih rendah dibandingkan rataan Z yang diperoleh dari
pendekatan teoritis-empiris (Percobaan II)(EC5, 2007) dan pendekatan batas
sesaran 1,5 mm (PKKI-NI 1961)(Percobaan III). Dengan demikian nilai disain
lateral Z yang paling moderat dan realistis untuk kayu tropis Indonesia adalah
pendekatan batas proporsional (Percobaan III) hasil uji empiris. Nilai rataan Z
yang disebutkan terakhir berada diantara nilai ekstrim dari kedua kelompok
pendekatan di atas.
Model regresi dalam bentuk persamaan pangkat (power regression type)
merupakan model terbaik untuk menduga nilai disain lateral Z (N) sambungan
geser ganda batang kayu dengan paku berpelat sisi baja dari kerapatan kayu G
(g/cm3) baik pada sesaran 0,38 mm; 0,80 mm; 1,50 maupun 5,00 mm untuk
pemakaian 3 ukuran diameter paku. Telah dibuat tabel kelas mutu sambungan
geser ganda untuk masing-masing diameter paku tertentu menurut kerapatan kayu
(0,25-0,95 g/cm³) dan beberapa tingkat sesaran (1,00 mm; 1,50 mm dan 5,00
mm).
Penelitian ini menyarankan agar titik proporsional sambungan geser ganda
batang kayu dengan paku berpelat sisi baja nilainya perlu ditetapkan sebesar 1,00
mm. Nilai sesaran tersebut digunakan untuk menggantikan sesaran 1,50 mm
sebagaimana ditetapkan PKKI NI-5 tahun 1961. Sesaran 5,00 mm dapat
ditetapkan sebagai batas maksimum kurva beban-sesaran sambungan geser ganda

batang kayu dengan paku majemuk berpelat sisi baja.

Kata kunci : Beban ijin tarik sejajar serat kayu, kerapatan, nilai disain lateral,
sambungan geser ganda, sesaran

ABSTRACT

SUCAHYO. Behaviour of Double Shear Connections Strength Wood Beam with
Nails of Steel Side Plates under Uni-Axial Compression Loading. Under the
direction of NARESWORO NUGROHO, SURJONO SURJOKUSUMO and
IMAM WAHYUDI

Connection is the weakest point of the structural building. Structural
construction building system must try to ensure that there is only a tensile force or
just axial compression that is working on the connection. This research objective
is to analysis the behaviour of the strength or the lateral design values (Z) double
shear connections wood beam with nails of steel side plates under uni-axial
compression loading of ten Indonesian wood species.
The research results showed that average moisture content (MC) for the
main member varies from 13.3 to 22.5% while average specific gravity (SG) from

0.27 to 0.76 and then wood density from 0.31 to 0.89 g/cm3. From this average
value of MC, SG and wood density the lowest was sengon and the highest was
rasamala wood. Average allowable load of compression parallel to grain (F c// ) and
parallel tensile to grain (F t// ) was sengon, but the highest was bangkirai. There
was a general tendency that F c// and Ft// was linier to SG or ρ of those wood. Ft//
was approximately 2 times greater than its F c// . The number of nail (4-10 pieces)
did not give effect of average Z value, but with the nail diameter 4.1 to 5.2 mm Z
value increased significantly and this value decreased on 5.5 mm diameter nail.
Average Z value were also increases with increasing of SG of wood for several
displacement such as 0.38 mm displacement (American Standard), 0.80 mm
(Australian Standard), 1.50 mm (Indonesian Standard) and 5.0 mm (breaking
load), respectively. The increasing of Z happens because SG effect. At 5.0 mm
displacement the increase of Z is not as sharp as 0.38 mm, 0.80 mm and 1.5 mm
displacement. On the contrary wood species, amount and diameter size of nails
didn’t effect to proportional limit of double shear connections. Power regression
type was the best equation to predict Z of wood density for several diameters of
nails.

Keywords: Allowable load of tensile parallel to grain, density, displacement,
double shear connection, lateral design values

@ Hak cipta milik IPB, tahun 2010
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
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh
karya tulis dalam bentuk apapun tanpa seizin IPB

PERILAKU KEKUATAN SAMBUNGAN GESER GANDA
BATANG KAYU DENGAN PAKU MAJEMUK BERPELAT
SISI BAJA AKIBAT BEBAN UNI-AKSIALTEKAN

SUCAHYO

Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Doktor pada
Mayor Rekayasa dan Peningkatan Mutu Hasil Hutan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010

Judul Disertasi

Nama
NIM

: Perilaku Kekuatan Sambungan Geser Ganda Batang Kayu
dengan Paku Majemuk Berpelat Sisi Baja akibat Beban UniAksial Tekan
: Sucahyo
: E263070011

Disetujui
Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Naresworo Nugroho, M.S.
Ketua

Prof.(EMERT).Dr.Ir. Surjono Surjokusumo, M.S.F.
Anggota

Prof.Dr.Ir.ImamWahyudi, M.S.
Anggota

Diketahui

Koordinator Mayor
Rekayasa dan Peningkatan Mutu
Hasil Hutan

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. I. Wayan Darmawan, M.Sc.

Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.

Tanggal Ujian : 20 Agustus 2010

Tanggal Lulus :

Penguji pada Ujian Tertutup : Dr. Ir. Johannes A. Tjondro, M.Eng.
Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, M.S.

Penguji pada Ujian Terbuka : Prof. Ir. Iswandi Imran, MASc., Ph.D
Dr. Ir. Lilik Pujantoro, M.Agr.

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala nikmat
dan karunia sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian dengan
tema perilaku kekuatan sambungan geser ganda ini merupakan salah satu kegiatan
tahap akhir dari serangkaian studi doktoral dalam rangka penyusunan disertasi,
sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi program doktor pada Mayor
Rekayasa dan Peningkatan Mutu Hasil Hutan, Sekolah Pascasarjana IPB.
Terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada yang terhormat Bapak
Dr.Ir. Naresworo Nugroho, MS., Prof (Emr.). Ir. Surjono Surjokusumo, MSF.
PhD dan Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS. sebagai pembimbing atas arahan,
kritik, saran serta dorongan semangat yang diberikan selama proses studi doktor.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada yang terhormat jajaran pimpinan
Sekolah Pascasarjana IPB; mantan pimpinan Fakultas Kehutanan IPB, Prof. Dr.
Ir. Cecep kusmana, MS., dan Prof. Dr. Ir. Yusram Massijaya, MS., serta Dekan
dan Wakil Dekan Fakultas Kehutanan IPB, Dr. Ir. Hendrayanto, M.Agr., dan Prof.
Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS., atas kesempatan studi program doktoral yang
diberikan di IPB. Penulis sampaikan pula ucapan terima kasih kepada yang
terhormat Dr. Ir. Dede Hermawan MSc., dan Dr. Lina Karlinasari, S.Hut, MSc.,
sebagai mantan pimpinan Departemen Hasil Hutan serta Dr. Ir. I. Wayan
Darmawan, MSc. dan Arinana, S.Hut, MSc., selaku Ketua dan Sekretaris Dept.
Hasil Hutan IPB atas kegiatan studi yang disediakan dan diselenggarakan pada
Mayor Rekayasa dan Peningkatan Mutu Hasil Hutan. Penghargaan yang tinggi
penulis sampaikan kepada yang terhormat Bapak Dr. Ir. Johannes Adhijoso
Tjondro, M.Eng. dan Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS., selaku penguji luar komisi
pembimbing pada ujian tertutup serta Prof. Ir. Iswandi Imran, MASc., PhD dan
Dr. Ir. Lilik Pujantoro M.Agr., selaku penguji luar komisi pembimbing pada ujian
terbuka atas masukan-masukan yang sangat tajam dan substansial serta saransaran konstruktif yang diberikan bagi perbaikan disertasi ini.
Terima kasih kepada saudara Yeyet, Ace Amirudin Mansur, Srijanto,
Vivin Ziannita dan Riva Fachrurrazi atas bantuan dan dukungan pada penelitian
laboratorium. Terima kasih juga kepada Sdr Amin Suroso, ST; Muh. Irfan;
Kadiman dan Suhada atas bantuan dan kerjasamanya selama penelitian
berlangsung. Selanjutnya ucapan terima kasih disampaikan kepada DIKTI atas
beasiswa pendidikan (BPPS) dan dukungan dana Hibah Penelitian Fundamental
tahun 2008. Terima kasih yang setinggi-tingginya kepada seluruh kolega (Bapak
dan Ibu Dosen, Dept. Hasil Hutan IPB) atas kerjasama, dukungan moril dan
motivasi yang terus disampaikan selama masa pendidikan doktoral. Teman-teman
seangkatan dan seperjuangan terima kasih atas kebersamaannya selama masa
studi. Terakhir, ungkapan terima kasih yang paling dalam dari lubuk hati
disampaikan keharibaan orangtua (Alm.); isteri dan anak-anak tercinta atas segala
doa, kesabaran, dorongan dan kasih sayangnya.
Semoga Allah SWT Yang Maha Berkehendak tidak henti-hentinya
membalas seluruh kebaikan yang telah Bapak, Ibu dan Saudara/i berikan, dan
semoga karya ilmiah ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu dan
teknologi keteknikan kayu.
Bogor, Agustus 2010
Sucahyo

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Surabaya pada tanggal 1 Mei 1958 dari ayah Sadiyo
dan ibu Naelly. Penulis merupakan anak keempat dari sembilan bersaudara.
Tahun 1976 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Tegal dan pada tahun yang
sama lulus seleksi penerimaan mahasiswa baru (SIPENMARU) IPB melalui jalur
PROYEK PERINTIS II. Penulis memilih Departemen Teknologi Hasil Hutan,
Fakultas Kehutanan IPB dan lulus pada tahun 1981. Pada tahun 1985 penulis
melanjutkan studi jenjang pendidikan S2 pada program studi Ilmu Perkayuan dan
Pengelolaan Hutan Fakultas Pascasarjana IPB dengan sponsor Beasiswa TMPD
dan lulus pada tahun 1989.
Penulis bekerja di Almamater sebagai staf pengajar tetap bidang
keteknikan kayu di Departemen Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB
terhitung sejak tahun 1985 sampai sekarang. Di penghujung karier sebagai dosen,
pada tahun 2007 penulis melanjutkan kembali studi program doktor pada Sekolah
Pascasarjana IPB, kembali dengan sponsor sama BPPS dan lulus tahun 2010.
Selama bekerja sebagai staf pengajar, penulis menjadi anggota Masyarakat
Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI) dan aktif mengikuti Seminar Nasional
MAPEKI yang diselenggarakan setiap tahunnya. Selama mengikuti pendidikan
program S3 paling tidak lima karya ilmiah yang terkait dengan disertasi penulis
telah disajikan pada Seminar Nasional MAPEKI X di Pontianak tahun 2007,
MAPEKI XI di Palangkaraya tahun 2008, MAPEKI XII di Bandung tahun 2009
dan Simposium Nasional Forum Teknologi Hasil Hutan (FTHH) di Bogor tahun
2009. Disamping itu dua artikel ilmiah juga merupakan bagian tulisan yang tidak
terpisahkan dari disertasi penulis dengan judul Nilai Disain Acuan Sambungan
Kayu Geser Ganda dengan Paku Berpelat Sisi Baja Akibat Beban Uni-Aksial
Tekan menurut Berbagai Analisis Pendekatan; dan Nilai Disain Lateral
Sambungan Geser Ganda Batang Kayu Tropis dengan Paku Berpelat Sisi Baja
masing-masing telah dimuat pada jurnal ilmiah Perennial Hasil Hutan dan
Kehutanan edisi Januari Vol. 6 No.1 Tahun 2010, Fakultas Kehutanan Universitas
Hasanuddin, Makassar; dan jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan edisi Juni
Vol. 3 No. 1 Tahun 2010, Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB,
Bogor.

xi

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ........................................................................................

xiii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................

xiv

DAFTAR NOTASI ......................................................................................

xvii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................

xix

PENJELASAN ISTILAH ............................................................................

xxii

PENDAHULUAN .......................................................................................
Latar Belakang ....................................................................................
Perumusan Masalah ............................................................................
Tujuan Penelitian ................................................................................
Novelty Penelitian ...............................................................................
Hipotesis Penelitian .............................................................................

1
1
3
5
5
6

TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................
Sambungan kayu .................................................................................
Kayu sebagai Batang Sambungan ........................................................
Paku sebagai Alat Sambung ................................................................
Sambungan Kayu dengan Paku ...........................................................
Persamaan Batas Leleh ........................................................................
Gambaran Umum Jenis Kayu ..............................................................
Kayu Sengon ..............................................................................
Kayu Nangka ..............................................................................
Kayu Rasamala ...........................................................................
Kayu Borneo Super ....................................................................
Kayu Meranti Merah ..................................................................
Kayu Kapur ................................................................................
Kayu Bangkirai ...........................................................................
Kayu Kempas .............................................................................
Kayu Mabang .............................................................................
Kayu Punak ................................................................................

7
7
7
9
10
13
15
15
15
16
17
17
18
19
20
20
21

BAHAN DAN METODA PENELITIAN .....................................................
Tempat dan Waktu ..............................................................................
Bahan dan Alat ....................................................................................
Metoda Penelitian ...............................................................................
Pengujian Sifat Fisik ...................................................................
Kekuatan Tekan Maksimum Sejajar Serat Kayu .........................
Kekuatan Tarik Sejajar Serat Kayu .............................................
Kekuatan Sambungan Geser Ganda ............................................
Percobaan I - Pendekatan Teoritis ...............................................
Percobaan II - Pendekatan Teoritis dan Empiris ...........................
Percobaan III - Pendekatan Empiris ............................................

23
23
23
25
27
28
29
29
29
34
38

xii

HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................
Berat Jenis, Kerapatan dan Kadar Air Kayu .........................................
Beban Ijin Tekan dan Tarik Sejajar Serat Kayu ...................................
Nilai Disain Lateral Z Sambungan Geser Ganda ..................................
Percobaan I - Pendekatan Teoritis ...............................................
Percobaan II - Pendekatan Teoritis dan Empiris ...........................
Formula Amerika Serikat ...................................................
Formula Uni Eropa ............................................................
Percobaan III - Pendekatan Empiris ............................................
Nilai Disain Total T ...........................................................
Nilai Disain Lateral Z menurut Beberapa Negara ...............
Nilai Disain Lateral Z pada Batas Proporsional dan
Maksimum .........................................................................
Sesaran pada Batas Proporsional dan Maksimum ...............
Pola Kerusakan Sambungan ...............................................
Nilai Disain Lateral Z Menurut Berbagai Analisis Pendekatan ....
Analisis Kontur Gaya-Sesaran ....................................................
Model Regresi Sambungan Geser Ganda ....................................
Kelas Mutu Sambungan Geser Ganda .........................................

42
42
44
46
46
50
50
51
53
53
55

KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................................
Kesimpulan .........................................................................................
Saran ...................................................................................................

79
79
80

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................

81

LAMPIRAN .................................................................................................

85

61
63
65
68
72
76
77

xiii

DAFTAR TABEL
Halaman
1
2
3

4

5

Faktor reduksi R d menurut ukuran diameter paku dan mode
kerusakan ...........................................................................................

32

Kekuatan tumpu paku (Fe) berdasarkan berat jenis kayu untuk
paku berdiameter kurang dari 6,4 mm.................................................

33

Beban total dan sesaran sambungan geser ganda contoh uji A3 B 4 C 3 U 2
pada 3 arah salib-sumbu menurut percobaan III dan pendekatan
model simulasi MEH menggunakan program ADINA ver.8.5.2......

74

Power regression type hubungan antara nilai disain lateral Z dengan
kerapatan kayu G (g/cm3) sambungan geser ganda berpelat sisi baja
menurut sesaran dan diameter paku ....................................................

77

Kelas mutu sambungan geser ganda batang kayu dengan paku
berpelat sisi baja untuk sesaran 1,00 mm, 1,50 mm dan 5,00 mm
dengan 3 ukuran diameter paku berdasarkan kerapatan kayu ..............

78

xiv

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Geometrik contoh uji sambungan geser ganda untuk jumlah paku 10
buah ..................................................................................................

26

Sketsa gambar contoh uji sambungan geser ganda menurut jumlah
paku ..................................................................................................

27

3

Pengujian kekuatan tekan maksimum sejajar serat kayu ....................

28

4

Mode kerusakan sambungan geser tunggal (single shear connections)
dan geser ganda (double shear connections) ......................................

31

5

Pengujian kekuatan lentur paku .........................................................

35

6

Disain alat pendukung uji kuat tumpu paku (a) dan pengujian kuat
tumpu paku (b) ..................................................................................

36

7

Pengujian kekuatan tarik maksimum paku .........................................

37

8

Pengujian sambungan geser ganda dengan pembebanan uni-aksial
tekan : (a) UTM Baldwin, (b) contoh uji dengan 6 batang paku dan
(c) contoh uji dengan 10 batang paku .................................................

39

9

Batas proporsional dan maksimum pada kurva beban-sesaran ............

40

10

Diagram alir penelitian kekuatan sambungan geser ganda batang kayu
dengan paku majemuk berpelat sisi baja sepuluh jenis kayu ...............

41

11 Berat jenis dan kerapatan (g/cm³) sepuluh jenis kayu .........................

42

12 Kadar air (%) sepuluh jenis kayu .......................................................

43

13 Beban ijin tekan sejajar serat dan tarik sejajar serat sepuluh jenis kayu

45

2

14
15

Pola sebaran rataan Z menurut mode kerusakan untuk setiap diameter
paku ...................................................................................................

47

Pola sebaran nilai disain lateral Z sambungan geser ganda sepuluh
jenis kayu menurut diameter paku (mode kerusakan IV) .....................

48

16 Kurva model regresi polynomial hubungan antara nilai disain lateral Z
dengan berat jenis dari sepuluh jenis kayu ..........................................
17

18

19
20

49

Pola sebaran nilai disain lateral Z sambungan geser ganda tujuh jenis
kayu menurut diameter paku (mode kerusakan IV) berdasarkan
percobaan II (teoritis-empiris)(AWC, 2005) .......................................

50

Pola sebaran nilai disain lateral Z sambungan geser ganda tujuh jenis
kayu menurut diameter paku (mode kerusakan IV) berdasarkan
percobaan II (teoritis-empiris)(EC5; Porteous dan Kermani, 2007) .....

52

Pola sebaran rataan nilai disain total T sambungan geser ganda
menurut diameter dan jumlah paku pada sesaran 0,38 mm .................

53

Pola sebaran rataan nilai disain total T sambungan geser ganda

xv

menurut diameter dan jumlah paku pada sesaran 0,80 mm .................

54

Pola sebaran rataan nilai disain total T sambungan geser ganda
menurut diameter dan jumlah paku pada sesaran 1,50 mm...................

54

Pola sebaran rataan nilai disain total T sambungan geser ganda
menurut diameter dan jumlah paku pada sesaran 5,00 mm ..................

55

Pola sebaran rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
sepuluh jenis kayu menurut diameter paku pada sesaran 0,38 mm,
0,80 mm, 1,50 mm dan 5,00 mm .......................................................

55

24 Pola sebaran rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
sepuluh jenis kayu untuk semua jenis .................................................

56

25 Pola sebaran rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut diameter dan jumlah paku pada sesaran 0,38 mm ..................

57

26 Pola sebaran rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut diameter dan jumlah paku pada sesaran 0,80 mm .................

57

27 Pola sebaran rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut diameter dan jumlah paku pada sesaran 1,50 mm ..................

58

28 Pola sebaran rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut diameter paku pada sesaran 5,00 mm ....................................

58

29 Pola sebaran rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut jumlah paku pada sesaran 5,00 mm.......................................

59

30 Pola sebaran rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut jenis kayu pada batas proporsional dan maksimum ...............

61

31 Pola sebaran rataan nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut diameter paku pada batas proporsional dan maksimum ........

62

32 Pola sebaran rataan sesaran sambungan geser ganda
menurut jenis kayu pada batas proporsional dan maksimum ...............

63

33 Pola sebaran rataan sesaran sambungan geser ganda menurut diameter
paku pada batas proporsional dan maksimum .....................................

64

34 Pola sebaran rataan sesaran sambungan geser ganda menurut jumlah
paku pada batas proporsional dan maksimum .....................................

65

35 Mode kerusakan IV sambungan geser ganda batang kayu meranti
merah dan bangkirai dengan 10 buah paku .........................................

66

36 Mode kerusakan IV sambungan geser ganda batang kayu meranti
merah dan bangkirai dengan 4 buah paku ...........................................

67

37 Beberapa contoh mode kerusakan IV sambungan geser ganda.............

67

38 Pola sebaran rataan umum nilai disain lateral Z sambungan geser
ganda menurut berbagai analisis pendekatan ......................................

69

39 Pola sebaran rataan umum nilai disain lateral Z sambungan geser
ganda menurut jenis kayu pada berbagai analisis pendekatan..............

70

21
22
23

xvi

40 Struktur makroskopis penampang melintang kayu (a) kempas dan (b)
Kapur (perbesaran 30 X) ....................................................................

71

41 Pola sebaran rataan umum nilai disain lateral Z sambungan geser
ganda menurut diameter paku pada berbagai analisis pendekatan .......

71

42

Persamaan regresi linier hubungan beban total dengan sesaran
sambungan geser ganda menurut model simulasi MEH menggunakan
program ADINA ver.8.5.2.....................................................................

43 Model-model persamaan regresi hubungan beban total dengan
Sesaran sambungan geser ganda menurut percobaan III…………
44 Model simulasi MEH untuk sesaran maksimum batang utama
sambungan geser ganda menurut 3 arah utama salib-sumbu................

75
75
76

xix

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
2
3
4
5

Kadar air (%) batang kayu sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku sepuluh jenis kayu ..................................................

85

Rataan kadar air (%) batang kayu sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu ....................................

87

Berat jenis batang kayu sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku sepuluh jenis kayu ..................................................

88

Rataan berat jenis batang kayu sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu ....................................

90

Kerapatan (g/cm3) batang kayu sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu ....................................

91

3

Rataan kerapatan (g/cm ) batang kayu sambungan geser ganda
menurut diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu ......................

93

Beban ijin tekan//serat (N) batang kayu sambungan geser ganda
menurut diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu .......................

94

Rataan beban ijin tekan//serat (N) batang kayu sambungan geser
ganda menurut diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu ............

96

Beban ijin tarik//serat (N) batang kayu sambungan geser ganda
menurut beberapa diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu .......

97

Rataan beban ijin tarik//serat (N) batang kayu sambungan geser ganda
menurut diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu .......................

99

Nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku sepuluh jenis kayu berdasarkan percobaan I
(teoritis) .............................................................................................

100

Rataan nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku tujuh jenis kayu berdasarkan percobaan I
(teoritis) .............................................................................................

105

13 Berat jenis paku menurut ukuran diameter paku .................................

106

6
7
8
9
10
11

12

14
15

16

Kuat tumpu paku (Fes) pada pelat sisi baja menurut ukurandiameter
paku ...................................................................................................

107

Nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku tujuh jenis kayu berdasarkan percobaan II (teoritisempiris) ..............................................................................................

108

Rataan nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku tujuh jenis kayu berdasarkan percobaan II
(teoritis-empiris)(AWC, 2005) ...........................................................

109

xx

17

Analisis sidik ragam nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda
menurut percobaan I-teoritis dan percobaan II (teoritis-empiris) (AWC,
2005) pada mode kerusakan IV .......................................................... 110

18

Rataan nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku tujuh jenis kayu berdasarkan percobaan II
(teoritis-empiris)(EC5, 2007) .............................................................

111

Nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku sepuluh jenis kayu pada sesaran 0,38 mm ................

112

Rataan nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu pada sesaran 0,38 mm .

114

Nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku sepuluh jenis kayu pada sesaran 0,80 mm ................

115

Rataan nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu pada sesaran 0,80 mm .

117

Nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku sepuluh jenis kayu pada sesaran1,50 mm .................

118

Rataan nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu pada sesaran 1,50 mm..

120

Nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku sepuluh jenis kayu pada sesaran 5,00 mm ................

121

Rataan nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku sepuluh jenis kayu pada sesaran 5,00 mm...

123

27 Analisis sidik ragam nilai disain lateral Z pada sesaran 0,38 mm .......

124

28 Analisis sidik ragam nilai disain lateral Z pada sesaran 0,80 mm .......

124

29 Analisis sidik ragam nilai disain lateral Z pada sesaran 1,50 mm .......

125

30 Analisis sidik ragam nilai disain lateral Z pada sesaran 5,00 mm .......

125

19

20
21
22
23
24
25
26

31
32
33
34
35
36

Uji beda rata-rata nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut jenis kayu pada sesaran 0,80 mm (Metoda Duncan) .............

126

Uji beda rata-rata nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut jenis kayu pada sesaran 5,00 mm (Metoda Duncan) .............

127

Uji beda rata-rata nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut jumlah paku pada sesaran 5,00 mm (Metoda Duncan) .........

128

Uji beda rata-rata nilai disain lateral Z sambungan geser ganda
menurut diameter paku pada sesaran 5,00 mm (Metoda Duncan) .......

128

Nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku tujuh jenis kayu pada batas proporsional .................

129

Rataan nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku tujuh jenis kayu pada batas proporsional ..

131

xxi

37 Analisis sidik ragam nilai disain lateral Z pada batas proporsional ......
38

131

Sesaran (mm) sambungan geser ganda menurut diameter dan jumlah
paku tujuh jenis kayu pada batas proporsional ....................................

132

Rataan sesaran (mm) sambungan geser ganda menurut diameter dan
jumlah paku tujuh jenis kayu tropis pada batas proporsional...............

134

Analisis sidik ragam sesaran sambungan geser ganda pada batas
proporsional ......................................................................................

135

Nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut diameter
dan jumlah paku tujuh jenis kayu pada batas maksimum ..................

136

Rataan nilai disain lateral Z (N) sambungan geser ganda menurut
diameter dan jumlah paku tujuh jenis kayu pada batas maksimum ....

138

43 Analisis sidik ragam nilai disain lateral Z pada batas maksimum ........

138

39
40
41
42

44

Sesaran (mm) sambungan geser ganda menurut diameter dan jumlah
paku tujuh jenis kayu pada batas maksimum .....................................

139

Rataan sesaran (mm) sambungan geser ganda menurut diameter paku
tujuh jenis kayu pada batas maksimum ..............................................

141

Rataan sesaran (mm) sambungan geser ganda menurut jumlah paku
tujuh jenis kayu pada batas maksimum ..............................................

141

47 Analisis sidik ragam sesaran pada batas maksimum ...........................

142

45
46

48
49

Daftar titik sesaran menurut sumbu X, Y dan Z (titik nomor 3401)
model simulasi MEH menggunakan program ADINA v.8.5.2. ..........

143

State of the art penelitian perilaku sambungan geser ganda batang
kayu dengan paku majemuk berpelat sisi baja akibat beban uni-aksial
tekan ..................................................................................................

146

xvii

DAFTAR NOTASI
(cm2)

A

Luas penampang

BJ

Berat jenis berdasarkan berat kering oven pada kadar air
kering udara per kerapatan air

CD

Faktor lama pembebanan

C di

Faktor diafragma

C eg

Faktor end grain

CM

Faktor layanan basah/penyesuaian kadar air

Ct

Faktor suhu

C tn

Faktor toenail

G atau ρ

Kerapatan atau berat jenis kayu berdasarkan berat per
Volume pada kadar air 12-18%

D atau d

Diameter paku

Fax,Rk

Kapasitas cabut paku karakteristik

F c//

Kekuatan tekan sejajar serat kayu

(kg/cm2)

F t//

Kekuatan tarik sejajar serat kayu

(kg/cm2)

F c//

Beban ijin tekan sejajar serat kayu

(N)

F t//

Beban ijin sejajar serat kayu

(N)

Fb

Kekuatan lentur paku

(psi)

Fe

Kekuatan tumpu paku

(psi)

F em

Kekuatan tumpu paku pada batang utama kayu

(psi)

F es

Kekuatan tumpu paku pada pelat sisi baja

(psi)

Fb

Kekuatan lentur paku

(psi)

F d,1

Kapasitas dukung beban karakteristik per paku per bidang geser

f h,2,k

Kekuatan lekat/benam karakteristik paku kedalam batang kayu (MPa)

Fyb

Kekuatan lentur leleh paku

(psi)

Fu

Kekuatan tarik ultimat/maksimum pelat sisi baja (AWC, 2005)

(psi)

Fun

Kekuatan tarik ultimat/maksimum paku

(psi)

fu

Kekuatan tarik paku (EC5, 2007)

(N/mm2)

M y,Rk

Momen leleh paku karakteristik

(N/mm)

(g/cm3)
(in., mm)
(N)

(N)

xviii

KA

Kadar air kayu

(%)

KD

Koef.diameter untuk sambungan dengan alat sambung D≤0,25”

Pmax.

Beban maksimum

(kg)

Pun

Beban atau gaya tarik ultimat/maksimum paku

(kg)

L

Penetrasi paku kedalam kayu

(in.)

L

Panjang bentang paku

(cm)

lm

Penetrasi paku kedalam batang utama kayu

(in.)

ls

Penetrasi paku kedalam pelat sisi baja

(in.)

T

Nilai disain total

(N)

t

Tebal batang utama kayu

Z

Persamaan batas leleh

(lb)

Z

Nilai disain lateral rujukan

(N)

Z’

Nilai disain lateral yang telah dikonversi dengan berbagai
faktor penyesuaian

(lb)

(cm)

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan kayu untuk hampir semua bangunan struktural masih sangat
umum bagi sebagian besar masyarakat Indonesia. Kayu yang digunakan untuk
bangunan struktural umumnya terdiri dari jenis lokal, seperti kayu nangka,
rasamala, puspa, sengon, kayu durian, kayu mangga dan lain sebagainya serta
jenis komersial yang didominasi oleh jenis-jenis kayu luar Jawa seperti meranti,
punak, mabang, kapur atau kamper, keruing, kempas, bangkirai, damar laut dan
kayu-kayu campuran seperti borneo super. Jenis-jenis kayu tersebut memiliki
variabilitas sifat fisik maupun mekanik yang sangat tinggi sebagai akibat
pengaruh sifat-sifat genetik dan faktor lingkungan selama pertumbuhannya.
Bangunan struktural sebagai bagian dari konstruksi teknik dirancang
dengan memperhitungkan persyaratan keamanan yang tinggi demi keselamatan
dan kenyamanan penghuninya. Pada semua konstruksi teknik bagian-bagian
pelengkap suatu bangunan harus diberi ukuran-ukuran fisik yang akurat agar
dapat menahan gaya-gaya yang sesungguhnya atau yang mungkin akan diberikan
kepadanya (Popov, 1984).
Pada prinsipnya suatu bangunan struktural menuntut tiga aspek penting,
yaitu kekakuan (stiffness), kekuatan (strength) dan kestabilan (stability) struktur.
Kekuatan, kekakuan dan kestabilan suatu bangunan struktural kayu dipengaruhi
oleh berbagai faktor, diantaranya bentuk rancang bangun, jenis kayu yang
digunakan, macam sambungan dan beban yang dipikulnya. Sambungan kayu
merupakan titik kritis atau terlemah yang terdapat pada elemen atau titik hubung
dari suatu bangunan struktural (Tular dan Idris, 1981). Pada umumnya sistim
batang rangka bangunan struktural hendaknya diupayakan sedemikian rupa agar
sambungan yang terdapat pada elemen atau titik-titik hubungnya hanya bekerja
gaya uni-aksial tarik atau tekan saja. Tujuannya adalah untuk mendapatkan
kekakuan struktur yang tinggi karena struktur terhindar dari bahaya tekukan.
Namun demikian berdasarkan macam beban yang bekerja dan jenis strukturnya,
disamping beban uni-aksial tersebut, elemen atau titik-titik hubung bangunan
struktural dapat saja memikul atau menyalurkan beban lentur, geser dan atau

momen lentur. Macam sambungan kayu yang bersifat kritis dan perlu penanganan
serius sehingga perlu diperhitungkan berdasarkan kaidah ilmiah adalah
sambungan tarik, geser dan sambungan momen. Hal ini disebabkan kekuatan
sambungan kayu, khususnya yang menerima gaya tarik luas bidang kontak dari
komponen atau batang utamanya digantikan oleh luas bidang tarik atau geser dari
alat sambungnya sehingga kekuatan sambungan tarik umumnya lebih rendah dan
sulit menyamai besar kekuatan batang utamanya. Sambungan tarik pada kayu
juga rentan terhadap sesaran dan ini merupakan kelemahan berikutnya. Kekuatan
sambungan kayu sangat dipengaruhi oleh komponen pembentuk sambungan, yaitu
balok kayu yang akan disambung, alat sambung dan macam atau bentuk
sambungan (Surjokusumo 1984).
Alat sambung tipe dowel seperti paku merupakan salah satu alat sambung
mekanis, relatif murah dibandingkan baut dan mudah diperoleh dipasaran serta
mudah pengerjaannya. Kebiasaan praktisi bangunan di Amerika Serikat
menggunakan paku untuk disain sambungan dilakukan dengan pertimbangan
bahwa gaya-gaya yang dipikul dan disalurkan relatif kecil, dan menggunakan
baut bila memikul dan menyalurkan gaya yang lebih besar. Dengan demikian
walaupun

paku

umumnya

digunakan

untuk

konstruksi ringan,

namun

kemungkinan untuk digunakan pada konstruksi struktural yang memikul beban
tinggi (heavy timber construction) bisa saja diterapkan, seperti yang telah
dilakukan oleh beberapa disainer bangunan di Uni Eropa dan New Zealand
(Breyer et al. 2007). Pandangan bahwa paku hanya mampu memikul atau
menyalurkan beban rendah terutama disebabkan penelitian sambungan kayu
ukuran pemakaian atau skala penuh (full scale) dengan paku untuk jenis kayu
yang memiliki kerapatan atau berat jenis sedang sampai tinggi belum banyak
dilakukan di Indonesia.
Menurut Faherty dan Williamson (1989) sambungan-sambungan kayu
sekarang ini sebenarnya sudah dapat didisain dengan ketelitian yang sama seperti
bagian-bagian lain dari struktur. Namun demikian disain dan praktek konstruksi
yang buruk sering dilakukan terutama terkait dengan pengendalian kekuatan atau
kemampuan pengendalian selama masa layanan (serviceability) dari suatu
sambungan pada sistim bangunan struktural.

2

Perkembangan terakhir disain sambungan kayu di negara-negara maju,
khususnya Amerika Serikat dalam aplikasi berbagai tipe sambungan kayu
termasuk sambungan geser ganda (double shear connections) papan atau
batang/balok kayu - pelat logam dengan paku didasarkan pada perhitungan nilai
disain rujukan yang diperoleh dari persamaan batas leleh (yield limit equations).
Persamaan batas leleh tersebut menurut Tjondro (2007) pertama kali
diperkenalkan oleh Johansen’s (1949) didasarkan pada prinsip-prinsip mekanika
teknik untuk memprediksi kekuatan leleh dari lentur baut tunggal dan tahanan dari
kayu saat hancur. Dalam banyak hal prinsip ini berlaku juga untuk alat sambung
tipe dowel lainnya termasuk paku. Disain sambungan kayu baik geser tunggal
maupun geser ganda dengan alat sambung paku di Indonesia didasarkan pada
Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI NI-5 1961) (1979) dan selanjutnya
disempur nakan dalam Standar Nasional Indonesia (SNI, 2002). Dalam
penyusunannya, kedua peraturan konstruksi kayu ini belum mengakomodasikan
kedua parameter tersebut. Disamping itu ketentuan mengenai beberapa variabel
utama sambungan tampang satu (geser tunggal) yang tercantum dalam PKKI 1961
masih terbatas besaran maksimumnya, yaitu berat jenis kayu, diameter paku dan
tebal batang sambungan masing-masing 0,6; 5,2 mm dan 40 mm.
Penelitian tentang sifat mekanik kekuatan lentur paku, tahanan lekatan
atau kuat tumpu paku baik pada batang utama kayu (main member) maupun
batang/pelat tepi baja (site member) serta kekuatan sambungan geser ganda batang
kayu dengan paku majemuk berpelat sisi baja pada berbagai jenis kayu tropis
Indonesia belum banyak dilakukan.

Perumusan Masalah
Aplikasi sambungan geser ganda batang kayu dengan paku majemuk pada
bangunan-bangunan struktural, apalagi yang memikul beban-beban sangat tinggi
belum ada laporan dan belum pernah dilakukan di Indonesia. Kalaupun ada
sambungan paku pada bangunan struktural yang menerima beban cukup tinggi,
maka umumnya disain sambungan lebih didasarkan atas intuisi atau pengalaman
lapangan. Dengan demikian terdapat dugaan kuat bahwa penggunaan paku dan
kayu sebagai elemen bangunan struktural sangat berlebihan atau boros bahan baik

3

dalam hal jumlah dan mutu paku maupun dimensi penampang dan mutu kayu.
Pemborosan ini lebih disebabkan disamping belum tersedianya data teknik (nilai
disain struktural paku dan mutu kayu konstruksi) di lapangan, juga praktek
konstruksi kayu berasaskan keteknikan sulit dan belum secara meluas diterapkan
dikalangan masyarakat.
Bentuk bangunan struktural, khususnya gelagar rangka batang umumnya
dirancang sedemikian rupa sehingga komponen atau elemen-elemen penyusun
rangka bangunan tersebut hanya menerima beban tekan atau tarik uni-aksial saja.
Kekakuan dan kekuatan bangunan struktural sangat ditentukan oleh kekakuan dan
kekuatan elemen penyusunnya serta kekakuan dan kekuatan sambungan yang
terdapat pada elemen atau titik hubung antar elemen penyusunnya. Titik kritis
bangunan struktural bukan terletak pada elemen utamanya, yaitu batang atau
balok kayunya namun terdapat pada sambungan kayu yang memikul beban tarik,
geser atau momen lentur.
Penelitian untuk mengkaji fenomena sambungan kayu ukuran pemakaian
(full scale) menggunakan paku majemuk karena pengaruh gaya-gaya tarik belum
banyak dilakukan. Dengan demikian penelitian ini mencoba mempelajari dan
mengamati fenomena yang terjadi dari sambungan tersebut untuk sepuluh jenis
kayu tropis yang terdapat di Indonesia.
Dalam rangka menjelaskan fenomena yang terjadi dari suatu sambungan
kayu sepuluh jenis kayu dengan paku majemuk karena pengaruh gaya tarik, maka
berbagai parameter atau data utama dan penunjang berupa data sifat fisik dan
mekanik bahan kayu, paku dan pelat baja serta data contoh uji sambungan
diperoleh melalui pengujian laboratorium. Data atau informasi mengenai kekuatan
tarik maksimum sejajar serat kayu dibutukan untuk melihat sampai seberapa jauh
penurunan kekuatan sambungan