commit to user 12
Setiap jenis kayu mempunyai berat jenis yang berbeda-beda, dikarenakan tempat tumbuh kayu yang tidak sama, umur, dan suhu udara. Berdasarkan berat jenisnya,
jenis-jenis kayu digolongkan ke dalam kelas-kelas seperti dalam tabel 2.3
Tabel 2.3 Hubungan antara berat jenis kayu dengan kelas berat kayu Kelas Berat Kayu
Berat Jenis
Sangat berat Lebih besar dari 0,90
Berat 0,75 - 0,90
Agak berat 0,60 - 0,75
Ringan Lebih kecil dari 0,60
Sumber: Dumanauw 1993
4. Higroskopik
Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau kelembaban. Suatu petunjuk, bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi
oleh kelembaban dan suhu udara disekitarnya. Yang termasuk dalam sifat higroskopik kayu adalah kadar lengas kayu dan kembang susut kayu Dumanauw,
1993.
5. Kekerasan kayu
Pada umumnya terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dan berat jenis kayu. Kayu-kayu yang keras juga termasuk kayu-kayu yang berat. Sebaliknya
kayu ringan adalah juga kayu yang lunak Dumanauw, 1993.
b. Sifat Mekanik Kayu
Sifat-sifat mekanik kayu atau kekuatan kayu adalah kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar. Yang dimaksud dengan muatan dari luar ialah gaya-
gaya diluar benda yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda. Untuk lebih jelasnya sifat-sifat mekanik dari kayu dan betapa
pentingnya sifat mekanik kayu tersebut, dapat dilihat pada Tabel 2.4
commit to user 13
Tabel 2.4 Sifat-sifat mekanik kayu yang penting Sifat-sifat
Bagaimana atau dimana sifat ini penting A. Sifat Kekuatan
Kekuatan lentur Kekuatan tekan sejajar serat
Kekuatan tekan tegak lurus serat
Kekuatan tarik sejajar serat Kekuatan geser sejajar serat
B. Sifat Elastik Modulus elastisitas
Menentukan beban yang dapat dipikul suatu gelagar
Menentukan beban yang dapat dipikul suatu tiang atau pancang yang pendek
Penting
dalam rancangan
sambungan- sambungan antara suku-suku kayu dalam suatu
bangunan dan pada penyangga gelagar Penting untuk suku bawah busur pada
penopang
kayu dan
dalam rancangan
sambungan antara suku-suku bangunan Sering menentukan kapasitas beban yang dapat
dipikul oleh gelagar pendek Ukuran ketahanan terhadap pembengkokan,
yaitu berhubungan langsung dengan kekakuan gelagar juga suatu faktor untuk kekuatan atau
tiang panjang
Sumber: US. Forest Products Laboratory 1974
Menurut Suwarno Wiryomartono 1976, kayu bersifat anisotrop maka sifat mekaniknya ke berbagai arah serat berbeda, antara lain disebutkan:
1. Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat daripada tarik menurut
arah tegak lurus serat F
t
F
t
.
2. Kayu lebih kuat mendukung gaya desak sejajar serat daripada desak menurut
arah tegak lurus serat F
c
F
c
.
3. Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat daripada gaya desak pada
arah sejajar serat F
t
F
c
.
4. Kayu lebih kuat mendukung gaya geser tegak lurus arah serat daripada geser
searah arah serat F
v
F
v
.
5. Kayu mempunyai dukungan lentur yang lebih besar daripada dukungan desak.
commit to user 14
Adapun sifat-sifat mekanik yang ditinjau dalam penelitian ini, yaitu: a
Kuat Lentur Kuat lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha
melengkungkan kayu atau untuk menahan beban-beban mati maupun hidup selain beban pukulan yang harus dipikul oleh kayu tersebut Dumanauw, 1990.
Untuk mencari besarnya kuat lentur perlu diperhatikan momen yang terjadi pada pembebanan. Gambar 2.3 berikut ini menggambarkan bidang geser dan bidang
momem yang terjadi akibat bekerjanya beban pada balok kayu.
1 2
P
1 2
P
a=
1 3
L
M m ax
a=
1 3
L a=
1 3
L Ls
SFD
BMD q
Gambar 2.3 Kondisi pembebanan beserta diagram bidang geser dan momen
Dari gambar 2.3 dapat dilihat bahwa momen mencapai maksimum pada tengah bentang, keat lentur yang dicari adalah kuat lentur yang terjadi pada momen
maksimum, sehingga persamaan yang digunakan adalah persamaan 2.10
Kuat lentur F
b
=
I a
P qL
y I
y M
s
÷ ø
ö ç
è æ
+ =
2 8
1 .
2
Nmm
2
2.10 Dengan :
P = beban maksimum N M = momen maksimum N.mm Ls = jarak tumpuan mm
I = momen inersia penampangmm
4
q = berat sendiri Nmm y = ordinat titik berat mm
a = jarak 13 L
s
commit to user 15
b Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas merupakan sifat elastik kayu yang penting sebagai ukuran ketahanan kayu terhadap perpanjangan apabila kayu mengalami tarikan, atau
pemendekan apabila kayu mengalami tekanan selama pembebanan berlangsung dengan kecepatan pembebanan konstan. Dalam hal ini yang menjadi tolak ukur
adalah besaran modulus elastisitas.
Menurut Felix Yap 1964 pada pembebanan tekan biasanya kayu bersifat elastis sampai batas proposional. Terhadap tarikan, sifat-sifat elastisitas untuk kayu
tergantung dari keadaan lengas. Kayu yang berkadar lengas rendah memperlihatkan batas elastisitas yang agak rendah sedangkan kayu yang berkadar
lengas tinggi terdapat perubahan bentuk yang permanen pada pembebanan. Berdasarkan penelitian kekuatan tarik kayu lebih tinggi daripada kekuatan tekan
yaitu 2 – 3 kali lebih besar. Gambar 2.4 berikut ini menggambarkan perubahan bentuk kayu atau defleksi yang terjadi akibat bekerjanya beban pada balok kayu.
1 2
P
1 2
P
a=
1 3
L a=
1 3
L a=
1 3
L Ls
q
Gambar 2.4 Kondisi pembebanan dan defleksi yang terjadi
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa defleksi maksimum terjadi ditengah bentang, dan untuk mencari modulus elastisitas berdasarkan defleksi maksimum
dapat dihitung dengan persamaan 2.11
commit to user 16
Modulus Elastisitas E = d
d
. .
384 5
4 3
. .
24 2
4 2
2
I qL
a L
I a
P
s s
+ -
÷ ø
ö ç
è æ
Nmm
2
2.11 dengan :
P = beban maksimum N I
= momen inersia mm
4
Ls = jarak tumpuan mm d = defleksi balok mm
q = berat sendiri Nmm a = jarak 13 L
Perhitungan modulus elastisitas juga dapat dilakukan dengan menggunakan rumus estimasi. Perhitungan modulus elastisitas lentur
E
w
dapat menggunakan persamaan 2.12 – 2.15
E
w
= 16500G
0.7
Mpa. 2.12
dimana: G = berat jenis pada kadar air 15 =
. 133
, 1
b b
G G
- 2.13
G
b
= berat jenis dasar = .
256 ,
1
m m
G a
G
+ 2.14
a =
30 30
m -
2.15
c. Sifat Kimia Kayu