75 akan digunakan yaitu bambu berdiameter luar 4 cm dan bambu dengan diameter luar 6 cm.
Hal ini berarti untuk masing-masing model dilakukan dua kali analisa.
Adapun bentuk-bentuk model rangka batang ruang yang dikembangkan:
1 ST.1 : strukur atap 3 m x 4 m dengan 4 tumpuan dan panjang komponen 1 m Gambar 7.1.a
2 ST.2 : struktur atap berukuran 3,75 m x 5 m dengan empat tumpuan,panjang komponen 1,25 m Gambar 7.1.b
3 ST.3 : struktur atap berukuran 4 m x 4 m, panjang komponen 1 m Gambar 7.1.c. 4 ST.4 : struktur atap 3 m x 4 m overstek dengan 9 tumpuan pada dinding tanpa kolom
dengan panjang komponen 1 m Gambar 7.1.d.
Gambar 7.1. Model-model rangka batang ruang
4 x 1 m 4 x 1 m
A B
C D
E F
G H
K L
M O
P T
S R
Q
a b
c d
e f
g h
i j
k
c. ST 3 l
m n
o p
I J
N U
V W
X Y
d. ST 4
3 x1m 4 x 1m
3 x 1,25 m
4 x 1 m
A B
D E
F G
H I
J K
L M
N O
P T
S R
Q
a b
c d
e f
g h
i j
k l
b. ST2
4 x 1 ,25
m
3 x 1 m 4 x 1 m
A B
C D
E F
G H
I J
K L
M N
O P
T S
R Q
a b
c d
e f
g h
i j
k l
a. ST 1
76
7.4. Analisa Perhitungan Gaya-gaya Batang
Analisa perhitungan dilakukan dengan memasukkan sifat dasar bambu dengan menggunakan dua macam profil pipa dengan material bambu yaitu BAMBU1 untuk bambu
berediameter 4 cm dan BAMBU2 untuk bambu berdiameter 6 cm dengan tebal dinding 0,5 cm Gambar 7.2..
Gambar 7.2. Pendefinisian profil yang digunakan
Dalam perhitungan analisa struktur diperhitungkan beban mati berat sendiri, beban hujan dan beban pekerja serta alat. Mengingat beban hujan dan beban pekerja
termasuk alat kemungkinan terjadi bersamaan sangat kecil, maka untuk analisa dibuat dua macam kombinasi pembebanan yaitu :
- Kombinasi 1 : beban mati dan beban hidup - Kombinasi 2 : beban mati, beban hidup , beban angin depan
- Kombinasi 3 : beban mati, beban hidup , beban angin belakang Keempat bentuk struktur rangka batang ruang dianalisa dua kali; yaitu untuk penggunaan
bambu berdiameter 4- 4,5 cm dan bambu berdiameter 6 – 6,5 cm.
7.4.1 Rangka Batang ST1 dan ST2
Rangka batang ST1 dan ST2 pada dasarnya adalah sebangun, sehingga penomor joint dan penomoran batang dapat disamakan. Dengan beban yang arah dan titik kerjanya
sama maka pembahasan akan digabungkan. Dalam menganalisa rangka batang ruang ST1 dan ST2 dengan program analisa struktur, digunakan penomoran joint dan penomoran
batang seperti pada Gambar 7.3. dan 7.4. Hasil analisa struktur ST1 dengan profil BAMBU1 diperoleh hasil gaya aksial yang
bekerja pada masing-masing komponen seperti terlihat pada Gambar 7.5. Warna merah menunjukkan gaya tekan negatif dan warna biru menunjukkan gaya tarik positif.
77 Gambar 7.3. Penomoran Joint pada ST1 dan ST2 tampak atas
Gambar 7.4. Penomoran batang pada ST1 dan ST2 tampak atas
Gambar 7.5. Gaya-gaya aksial pada ST1 isometri
78 Besarnya gaya batang maksimum tekan dan maksimum tarik yang bekerja pada
masing-masing komponen pada struktur rangka ST1 dan ST2 sebagai hasil perhitungan dengan program analisa struktur dapat dilihat pada Tabel 7.1. Pada tabel tersebut juga
ditunjukkan nomor batang dimana gaya tekan maksimum dan gaya tarik maksimum bekerja. Secara umum gaya batang maksimum terjadi pada kasus kombinasi 2 COMB2
yaitu pada struktur dibebani berat sendiri, beban hidup dan beban angin depan. Tabel 7.1. Besarnya gaya maksimum pada ST1 dan ST2
Bentuk Rangka
Profil Tarik Max
Tekan Max kg
No. Batang kg
No. Batang
ST1 BAMBU 1 64,61
89 95 -178,57 8, 11, 38 41
BAMBU 2 65,59 89 95
-181,47 8, 11, 38 41 ST2
BAMBU 1 90,99 89 95
-251,68 8, 11, 38 41 BAMBU 2 92,22
89 95 -255,13 8, 11, 38 41
Jika dibandingkan dengan nilai maksimum tarik dan maksimum tekan yang dapat dipikul komponen Tabel 6.1., maka struktur ST1 dan ST2 dapat dibangun dengan
bambu berdiameter 4 cm. Hal ini berarti bahwa struktur ini juga dapat dibuat dengan bambu berdiamter 6 cm.
Suatu struktur yang dibebani akan mengalami deformasi, hasil analisa struktur terhadap rangka batang ruang ST1 dan ST2 dapat menunjukkan deformasi yang terjadi
pada struktur, seperti dapat dilihat pada Gambar 7.6. dan nilai deformasi terbesar yang terjadi pada sumbu x U
1
, sumbu y U
2
dan sumbu Z U
3
dapat dilihat pada Tabel 7.2. Tabel ini juga menunjukkan letak joint yang mengalami deformasi terbesar.
Gambar 7.6. Pola deformasi rangka ST1 dan ST2
79 Tabel 7.2. Deformasi maksimal pada ST1 dan ST2
Bentuk Rangka
U
1
max U
2
max U
3
max m No
Joint m No
Joint m No Joint
ST1B1 1,8 . 10
-5
12 1,4 .10
-5
6 0 -1,8 . 10
-5
9 -1,4 .10
-5
15 -1,28.10
-4
9 12 ST1B2
1,1 . 10
-5
12 9,2 .10
-6
6 0 -1,1 . 10
-5
9 -9,2 .10
-6
15 -8,3.10
-5
9 12 ST2B1
3,1 . 10
-5
12 2,5 .10
-5
6 0 -3,1 . 10
-5
9 -2,5 .10
-5
15 -2,26.10
-4
9 12 ST2B2
2 . 10
-5
12 1,6 .10
-5
6 0 -2 . 10
-5
9 -1,6 .10
-5
15 -1,45.10
-4
9 12 Merujuk pada Tabel 7.2., terlihat bahwa deformasi maksimal pada seluruh arah
terjadi pada ST2B1, yaitu rangka batang ruang dengan panjang komponen 1,25 m yang menggunakan bambu berdiameter 4 cm; yaitu pada z dengan besar deformasi -2,26.10
- 4
m atau sama dengan 0,226 mm. Hal ini berarti bahwa penurunan yang terjadi kecil.
7.4.2. Rangka Batang ST3
Rangka batang ST3 adalah rangka berbentuk bujur sangkar berukuran 4m x 4m yang disusun dari komponen bambu sepanjang 1m. Dalam menganalisa rangka batang
ruang ST3 dengan program analisa struktur, digunakan penomoran joint dan penomoran batang seperti pada Gambar 7.7. dan Gambar 7.8.
Gambar 7.7. Penomoran Joint ST3 tampak atas
80 Gambar 7.8. Penomoran batang ST3 tampak atas
Hasil analisa struktur ST3 dengan profil BAMBU1 diperoleh hasil gaya aksial yang bekerja pada masing-masing komponen seperti terlihat pada Gambar 7.9. Warna merah
menunjukkan gaya tekan negatif dan warna biru menunjukkan gaya tarik positif.
Gambar 7.9. Output gaya-gaya aksial batang pada ST3 isometri Besarnya gaya batang maksimum tekan dan maksimum tarik yang bekerja pada
masing-masing komponen pada struktur rangka ST3 sebagai hasil perhitungan dengan program analisa struktur dapat dilihat pada Tabel 7.3. Pada tabel tersebut juga
ditunjukkan nomor batang dimana gaya tekan maksimum dan gaya tarik maksimum
81 bekerja. Secara umum gaya batang maksimum terjadi pada kasus kombinasi 2 COMB2
yaitu pada struktur dibebani berat sendiri, beban hidup dan beban angin depan. Tabel 7.3. Besarnya gaya maksimum pada ST3
Bentuk Rangka
Profil Tarik Max
Tekan Max kg
No. Batang kg
No. Batang
ST3 BAMBU 1 76,24 106, 115, 118 127
-238,44 50 55
BAMBU 2 77,47 106, 115, 118 127 -242,37
50 55 Jika dibandingkan dengan nilai maksimum tarik dan maksimum tekan yang dapat
dipikul komponen Tabel 6.1., maka struktur ST3 dapat dibangun dengan bambu berdiameter 4 cm. Hal ini berarti bahwa struktur ini juga dapat dibuat dengan bambu
berdiamter 6 cm. Hasil analisa struktur terhadap rangka batang ruang ST3 dapat menunjukkan
deformasi yang terjadi pada struktur, seperti dapat dilihat pada Gambar 7.10. dan nilai deformasi terbesar yang terjadi pada sumbu x U
1
, sumbu y U
2
dan sumbu Z U
3
dapat dilihat pada Tabel 7.4. Tabel ini juga menunjukkan letak joint yang mengalami deformasi terbesar.
Tabel 7.4. Deformasi maksimum pada ST3
Bentuk Rangka
U
1
max U
2
max U
3
max m No
Joint m No
Joint m No Joint
ST3B1 1,2 . 10
-5
7 17 1,2 .10
-5
7 9 -1,2 . 10
-5
9 19 -1,2 .10
-5
17 19 -1,1.10
-4
13 ST3B2
7,9 . 10
-6
7 17 7,9 .10
-6
7 9 -7,9 . 10
-6
9 19 -7,9.10
-6
17 19 -7,1.10
-5
13 Gambar 7.10. Pola deformasi rangka ST3
82 Merujuk pada Tabel 7.4., terlihat bahwa deformasi yang terjadi pada ST3 , yaitu
dalam arah sumbu x dan sumbu y simetris, sedangkan pada sumbu z deformasi maksimal terjadi pada bagian tengah struktur yaitu joint nomor 13. Deformasi maksimal secara
keseluruhan terjadi pada arah sumbu y; yaitu pada struktur rangka batang ruang yang menggunakan bambu berdiameter 4 cm dengan besar deformasi -1,1.10
-4
m atau sama dengan 0,109 mm. Hal ini berarti bahwa penurunan yang terjadi kecil.
7.4.3. Rangka Batang ST4
Rangka batang ST4 pada dasarnya adalah sebangun dengan ST1. Perbedaan terletak pada tumpuannya. Pada ST1 terdapat empat tumpuan ke bawah, sementara pada ST4
terdapat 9 tumpuan pada satu bidang. Dalam menganalisa rangka batang ruang ST4 dengan program analisa struktur, digunakan penomoran joint dan penomoran batang seperti pada
Gambar 7.11. dan 7.12. Hasil analisa struktur ST4 dengan profil BAMBU1 diperoleh hasil gaya aksial yang
bekerja pada masing-masing komponen seperti terlihat pada Gambar 7.13. Warna merah menunjukkan gaya tekan negatif dan warna biru menunjukkan gaya tarik positif.
Gambar 7.11. Penomoran Joint ST4tampak atas
83 Gambar 7.12. Penomoran batang ST4 tampak atas
Gambar 7.13. Output gaya-gaya aksial batang pada ST4 isometri Besarnya gaya batang maksimum tekan dan maksimum tarik yang bekerja pada
masing-masing komponen pada struktur rangka ST4 sebagai hasil perhitungan dengan program analisa struktur dapat dilihat pada Tabel 7.5. Pada tabel tersebut juga
ditunjukkan nomor batang dimana gaya tekan maksimum dan gaya tarik maksimum bekerja. Secara umum gaya batang maksimum terjadi pada kasus kombinasi 2 COMB2
yaitu pada struktur dibebani berat sendiri, beban hidup dan beban angin depan.
84 Tabel 7.5. Besarnya gaya maksimum pada ST4
Bentuk Rangka
Profil Tarik Max
Tekan Max kg
No. Batang kg
No. Batang
ST4 BAMBU 1 546,28
55 -867,23
80 89 BAMBU 2 553,58
55 -878,76
80 89 Jika dibandingkan dengan nilai maksimum tarik dan maksimum tekan yang dapat
dipikul komponen Tabel 6.1., maka struktur ST4 tidak dapat dibangun dengan bambu berdiameter 4 cm, karena pada beberapa batang selain pada beban maksimum besarnya
tekan yang terjadi melebihi beban maksimum tekan yang dapat dipikul. Walaupun begitu struktur ini dapat dibuat dengan bambu berdiamter 6 cm.
Untuk mengatasi masalah dalam penggunaan bambu berdiameter 4 cm, maka untuk rangka ruang ST4 dirancang menggunakan campuran bambu berdiameter 6 cm dan
bambu berdiameter 4 cm. Secara umum komponen dibuat dari bambu berdiameter 4 cm, bambu berdiameter 6 cm digunakan hanya pada batang yang berdasarkan hasil analisa
struktur menerima beban tekan yang cukup besar. Untuk itu, bambu berdiameter 6 cm digunakan pada batang-batang nomor 80, 81, 83, 84, 85, 86, 87, 89 dan 90. Struktur
gabungan Gambar 7.14. yang menggambarkan kombinasi penggunaan profil batang; yaitu berdiameter 4 cm dan bambu berdiameter 6 cm.
Gambar 7.14. Kombinasi penggunaan bambu berdiameter 4 cm warna hijau dan 6 cm warna biru pada ST4
Hasil analisa struktur ST4 terhadap penggunaan variasi profil, menunjukkan
struktur cukup kuat untuk dapat memikul gaya-gaya batang yang timbul. Penggunaan
85 variasi bambu berdiameter 6 cm untuk batang yang menerima gaya tekan besar selain
untuk memperkuat struktur juga dapat memberikan nilai estika lebih. Hasil analisa struktur terhadap rangka batang ruang ST4 dapat menunjukkan
deformasi yang terjadi pada struktur, seperti dapat dilihat pada Gambar 7.15. dan nilai deformasi terbesar yang terjadi pada sumbu x U
1
, sumbu y U
2
dan sumbu Z U
3
dapat dilihat pada Tabel 7.6. Tabel ini juga menunjukkan letak joint yang mengalami deformasi terbesar.
Tabel 7.6. Deformasi maksimum pada ST4
Rangka Profil U
1
max U
2
max U
3
max m
No Joint
m No
Joint m
No Joint
ST4 Bambu 2
1,2 .10
-4
-1,4 .10
-4
12 32
1,8 .10
-5
-1,8 .10
-5
20 4
-1,4.10
-3
4 20 Gabungan
1,8 .10
-4
-1,5 .10
-4
12 32
2,8 .10
-5
-2,8 .10
-5
20 4
-1,2.10
-3
4 20 Merujuk pada Tabel 7.6., terlihat bahwa deformasi maksimal pada 3 arah yang
terjadi pada arah z sebesar 1,4 mm pada ST4 yang dibuat dengan profil bambu seragam berdiameter 6 cm. Pada arah x dan y terlihat bahwa deformasi yang terjadi pada struktur
gabungan lebih besar dari struktur dengan profil seragam bambu berdiameter 6 cm. Walaupun begitu pada struktur gabungan deformasi arah z lebih kecil yaitu 1,2 mm.
Gambar 7.15. Pola deformasi rangka ST4
86
7.5. Kesimpulan
Dengan memperhatikan beban maksimum yang timbul dengan besar beban yang dapat dipikul berdasarkan hasil perhitungan teoritis, maka dapat disimpulkan :
1. Bambu tali dengan diameter 4 cm dengan bentuk sambungan yang direncanakan dapat dipergunakan untuk struktur atap sederhana berukuran 3 m x 4 m, 4 m x 4 m
dan 3,75 m x 5 m dengan 4 tumpuan. 2. Untuk bentuk struktur atap dengan tumpuan overstek akan menimbulkan gaya tekan
dan tarik maksimum yang lebih besar, sehingga jika akan menggunakan bambu berdiameter 4 cm harus digabungkan dengan bambu berdiameter 6 cm pada batang-
batang yang menerima tekan besar.
8. PEMBAHASAN UMUM DAN REKOMENDASI 8.1. Pembahasan Umum
Penggunaan bambu sebagai bahan bangunan bukan merupakan hal yang baru, tetapi pemanfaatannya pada umumnya hanya dilakukan berdasarkan pengalaman
turun temurun. Pemanfaatan suatu material sebagai bahan bangunan pada dasarnya
harus dapat memberikan rasa aman dan nyaman selama masa pemakaiannya. Oleh karena itu, suatu bahan bangunan harus cukup kuat, awet dan kaku. Nilai kekuatan,
keawetan dan kekakuan yang harus dipenuhi sangat tergantung pada bangunan yang akan dibuat. Kebutuhan bahan untuk jembatan akan berbeda dengan kebutuhan bahan
untuk pembuatan bendungan, kebutuhan bahan untuk lantai berbeda dengan kebutuhan bahan untuk dinding. Pemanfaatan suatu bahan untuk konstruksi sangat
tergantung pada sifat fisik dan mekanik bahan itu sendiri. Selain itu, cara pengerjaan juga menjadi salah satu faktor pemilihan bahan. Sebagai contoh, beton walaupun
massa jenisnya besar dan kuat tariknya kecil, banyak digunakan pada berbagai bagian dan bentuk bangunan, karena beton dapat dengan mudah disesuaikan bentuk serta
kekuatannya melalui proses pembuatannya. Di tengah isu go green, pemanfaatan semen sebagai salah satu bahan
penyusun beton disarankan untuk dikurangi, karena proses produksi yang kurang ramah lingkungan. Pemanfaatan bahan bangunan ramah lingkungan harus mulai
digalakkan. Bambu merupakan salah satu bahan yang ramah lingkungan. Jika kayu cepat tumbuh untuk konstruksi dihasilkan setelah ditanam lebih dari sepuluh tahun,
bambu dapat diperoleh dalam waktu 3 – 5 tahun setelah penanaman. Selain itu, kayu setelah ditebang harus ditanam benih baru untuk dapat menghasil kayu berikutnya.
Pada tanaman bambu, dengan pemanenan yang terencana, rumpun bambu dapat terus menerus menghasilkan buluh, walaupun buluh-buluh yang cukup tua sudah dipanen.
Walaupun begitu, tidak semua jenis bambu dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan. Dari sekitar 1200 jenis bambu yang ada, menurut Widjaja 2001, di
Indonesia diketahui dan sudah terdata sekitar 143 jenis. Sebagai bahan alami, sifat fisik dan mekanik bambu tidak seragam, baik karena pengaruh jenis, tempat tumbuh
maupun umur. Dari jenis-jenis tersebut ada beberapa jenis bambu yang biasa digunakan untuk konstruksi dan sudah diteliti diantaranya: bambu tali Gigantochloa
apus Kurz, bambu petung Dendrocalamus asper, bambu hitam Gigantochloa
