Kekuatan Sambungan Tarik Tiga Jenis Kayu Menurut Kombinasi Jumlah dan Diameter Paku.

KEKUATAN SAMBUNGAN TARIK TIGA JENIS KAYU
MENURUT KOMBINASI JUMLAH DAN DIAMETER PAKU

Ace Amirudin Mansur

DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2009

RINGKASAN
Ace Amirudin Mansur. E24102074. Kekuatan Sambungan Tarik Tiga Jenis Kayu
Menurut Kombinasi Jumlah dan Diameter Paku. Dibimbing Oleh Ir. Sucahyo
Sadiyo, MS

Kayu telah lama dikenal sebagai bahan baku utama dalam konstruksi.
Dalam pemakaiannya, sambungan atau buhul pada kayu terutama muncul karena
alasan geometrik dan keterbatasan ukuran panjang kayu yang tersedia.
Sambungan merupakan titik terlemah dalam konstruksi bangunan. Maka harus
diupayakan agar titik sambungan hanya menerima gaya tarik atau tekan aksial
saja. Kekuatan tarik sambungan perlu mendapat perhatian karena kekuatannya

yang kecil, sehingga sulit untuk menyamai kekuatan balok atau batang utamanya.
Sambungan pada kayu dengan menggunakan paku menjadi populer karena
sifat sambungannya yang kaku dan mudah dikerjakan. Pada sambungan jenis ini,
jumlah dan diameter paku adalah beberapa faktor yang menentukan nilai kekuatan
sambungannya. Mengingat hal-hal di atas, maka perlu dicari nilai kekuatan tarik
sambungan pada berbagai kombinasi jumlah dan diameter paku sehingga
penggunaannya menjadi efisien.
Dilakukan pengujian sifat fisik yang meliputi kadar air, kerapatan, dan
berat jenis serta pengujian sifat mekanis yang meliputi kekuatan tekan sejajar serat
dan kekuatan sambungan tarik. Untuk pembuatan contoh uji kekuatan sambungan
tarik, kayu dibor terlebih dahulu agar tidak pecah pada saat disambung. Lubang
bor pada kayu harus lebih kecil daripada diameter paku yang digunakan agar
penetrasi paku mudah tapi tidak berpengaruh pada kekuatan sambungannya.
Proses penyambungan dilakukan dengan mengapit kayu dengan pelat baja yang
sesuai pada kedua sisinya kemudian dipaku dengan jumlah dan diameter paku
tertentu.
Umumnya, pemakaian paku berdiameter 5,2 mm memberikan nilai
kekuatan beban total dan beban ijin per paku tertinggi dibanding paku diameter
4,1 mm ataupun 5,5 mm. Pada diameter paku 4,1 mm dan 5,2 mm penambahan
jumlah paku memberikan kenaikan nilai pada kekuatan sambungan tarik dan

beban ijin per pakunya, sedangkan pada paku diameter 5,5 mm kecenderungan
tersebut hanya berlaku sampai jumlah paku 8 batang dan nilai kekuatannya mulai
berkurang pada penambahan paku berikutnya, ini menunjukan bahwa pemakaian
paku diameter besar dengan jumlah banyak dapat menyebabkan kerusakan pada
kayu yang disambung.
Diameter paku dan jumlah paku yang digunakan serta interaksi keduanya
memberikan pengaruh sangat nyata terhadap kekuatan sambungan yang
dihasilkan pada tiga jenis kayu yang diuji. Dilihat dari kecenderungan yang terjadi
diantara ketiga jenis kayu yang digunakan, diduga ada pengaruh dari sifat fisik
yang dimiliki ketiga jenis kayu tersebut terhadap kekuatan sambungan.
Kata kunci : Kayu, paku, pelat baja, sesaran (displacement), tekan maksimum
sejajar serat, sambungan tarik.

KEKUATAN SAMBUNGAN TARIK TIGA JENIS KAYU
MENURUT KOMBINASI JUMLAH DAN DIAMETER PAKU

Oleh :
ACE AMIRUDIN MANSUR
E24102074

DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2009

LEMBAR PENGESAHAN
Judul Penelitian

: Kekuatan Sambungan Tarik Tiga Jenis Kayu Menurut
Kombinasi Jumlah dan Diameter Paku

Nama Mahasiswa

: Ace Amirudin Mansur

NRP

: E24102074

Menyetujui:

Dosen pembimbing

Ir. Sucahyo Sadiyo, MS
NIP. 131 411 834

Mengetahui:
Dekan Fakultas Kehutanan IPB,

Dr. Ir. Hendrayanto, MAgr
NIP.131 578 788

Tanggal Lulus :

PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kekuatan Sambungan
Tarik Tiga Jenis Kayu Menurut Kombinasi Jumlah dan Diameter Paku adalah
benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan
belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga
manapun. 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 skripsi ini.

Bogor, Juli 2009

Ace Amirudin Mansur
E24102074

KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puja dan puji hanya untuk Allah yang dengan ridhoNya lah penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini dan menamatkan masa
studinya.
Terima kasih penulis ucapkan kepada:
Mamah, Ema, Bapak, Teteh, Aa, Mamang, Bibi dan seluruh keluarga
besar untuk semua dukungannya.
Ir. Sucahyo Sadiyo, MS yang telah membimbing penulis dengan penuh
kesabaran.
Ir. Suwarno Sutaraharja dan Ir. Rachmad Hermawan, MS sebagai dosen
penguji dari Manajemen Hutan dan Konservasi Sumberdaya Hutan.
Seluruh laboran, staf, dan pegawai di Departemen Hasil Hutan.
Teman-teman Fahutan dan Non-Fahutan atas semua bantuannya.
Frithjof Schuon untuk sebagian jawaban atas pencarian intelektualku.

Temen-temen warkop dan sobat-sobatku di kost-an.
Semoga Allah mencatat semua kebaikan kalian menjadi amal soleh di sisiNya. Amin.

Bogor, Agustus 2009

penulis

RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Majalengka, Jawa Barat tanggal 3 Agustus 1983 dan
merupakan anak kedua dari pasangan bapak Arudin dan Ibu Teti Kurniawati.
Riwayat pendidikan penulis dimulai dari pendidikan dasar di SD Negeri
Cikondang tahun 1990-1996. Selanjutnya pendidikan menengah pertama di SLTP
Negeri 1 Cikijing pada tahun 1996-1999, kemudian melanjutkan ke SMU Negeri
1 Majalengka 1999-2000 dan SMU Negeri 1 Curup dari tahun 2000-2002. Pada
2003 penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor (IPB) pada
Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan melalui jalur Seleksi
Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Tahun 2003 penulis mengambil Sub
Program Studi Pengolahan Hasil Hutan dan tahun 2004 memilih Keteknikan Kayu
Sebagai bidang keahlian.
Selama kuliah di Institut Pertanian Bogor, penulis telah mengikuti PUPH

(Praktek Umum Pengelolaan Kehutanan) di KPH Ngawi, Jawa timur dan PUK
(Praktek Umum Kehutanan) di KPH Banyumas Barat dan KPH Banyumas Timur,
selain itu penulis juga telah mengikuti program KKN (Kuliah Kerja Nyata) di
Desa Petir Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor.
Penulis menyusun karya ilmiah yang berjudul "Kekuatan Sambungan
Tarik Tiga Jenis Kayu Menurut Kombinasi Jumlah dan Diameter Paku"
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas
Kehutanan IPB, di bawah bimbingan Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................... i
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. ii
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... iii
PENDAHULUAN
Latar Belakang .............................................................................................1
Tujuan Penelitian .........................................................................................2
Hipotesis.......................................................................................................2
TINJAUAN PUSTAKA
Sambungan kayu ..........................................................................................3

Paku sebagai alat sambung ...........................................................................4
Gambaran umum kayu yang digunakan .......................................................5
Meranti Merah (Shorea spp) ....................................................................5
Kapur (Dryobalanops lanceolata Gaertner f. ) .......................................6
Bangkirai (Shorea laevis Ridl.) ...............................................................6
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat .......................................................................................7
Alat dan Bahan .............................................................................................7
Metode Penelitian .........................................................................................8
Rancangan Percobaan ................................................................................13
Pengolahan data..........................................................................................13
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Kayu ..........................................................................................14
Sifat Mekanis Kayu ....................................................................................15
Kekuatan tekan maksimum sejajar serat ................................................15
Kekuatan tarik sambungan .....................................................................16
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan.................................................................................................37
Saran ...........................................................................................................38
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................39

LAMPIRAN ...........................................................................................................41

DAFTAR TABEL
No.
Halaman
1. Hasil pengukuran sifat fisik dari tiga jenis kayu yang diuji ............................ 14
2. Rata-rata kekuatan tekan maksimum sejajar serat ......................................... 15
3. Rata-rata beban total sambungan tarik kayu meranti merah ........................... 17
4. Analisis ragam beban total sambungan tarik meranti merah menurut
berbagai sesaran ............................................................................................. 20
5. Rata-rata beban ijin per paku kayu meranti merah ......................................... 21
6. Rata-rata beban total sambungan tarik kayu kapur ......................................... 23
7. Analisis ragam beban total sambungan tarik kapur menurut
berbagai sesaran ............................................................................................. 26
8. Rata-rata beban ijin per paku kayu kapur ....................................................... 27
9. Rata-rata beban total sambungan tarik kayu bangkirai ................................... 29
10. Analisis ragam beban total sambungan tarik kayu bangkirai
pada berbagai sesaran ..................................................................................... 31
11. Rata-rata beban ijin per paku kayu bangkirai .................................................. 32
12. Rata-rata beban total sambungan tarik (kg) pada tingkat sesaran tertentu

untuk tiga jenis kayu ....................................................................................... 34
13. Rata-rata beban ijin per paku (kg) pada tingkat sesaran tertentu
untuk tiga jenis kayu....................................................................................... 36

DAFTAR GAMBAR
No.
Halaman
1. Tiga ukuran paku tampang bulat ....................................................................... 8
2. Contoh uji sifat fisik .......................................................................................... 9
3. Contoh uji kekuatan tekan ................................................................................. 9
4. Contoh uji kekuatan tarik ................................................................................ 10
5. Pengujian tekan maksimum sejajar serat ........................................................ 16
6. Hubungan jumlah paku dan diameter paku dengan beban total sambungan tarik
kayu meranti merah pada berbagai sesaran .................................................... 18
7. Beban ijin per paku meranti merah pada sesaran 0,8 mm .............................. 21
8. Hubungan jumlah paku dan diameter paku dengan beban total sambungan tarik
kayu kapur pada berbagai sesaran ................................................................. 24
9. Beban ijin per paku kapur pada sesaran 0,8 mm ............................................. 26
10. Hubungan jumlah paku dan diameter paku dengan beban total sambungan tarik
kayu bangkirai pada berbagai sesaran ............................................................ 29

11. Beban ijin per paku bangkirai pada sesaran 0,8 mm ....................................... 31
12. Hubungan antara beban total sambungan tarik dengan sesaran ...................... 34
13. Hubungan antar beban ijin per paku dengan sesaran ..................................... 35

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Sifat fisis kayu meranti merah ......................................................... 41
Lampiran 2 Sifat fisis kayu kapur ....................................................................... 44
Lampiran 3 Sifat fisis bangkirai .......................................................................... 47
Lampiran 4 Kekuatan tekan meranti merah ........................................................ 50
Lampiran 5 Kekuatan tekan kapur ...................................................................... 52
Lampiran 6 Kekuatan tekan bangkirai ................................................................ 54
Lampiran 7 Hasil pengujian kekuatan sambungan tarik
kayu meranti merah ......................................................................... 56
Lampiran 8 Hasil pengujian kekuatan sambungan tarik kayu kapur .................. 59
Lampiran 9 Hasil pengujian kekuatan sambungan tarik kayu bangkirai ............ 62
Lampiran 10 Analisis ragam beban total meranti merah..................................... 65
Lampiran 11 Analisis ragam beban total kapur .................................................. 66
Lampiran 12 Analisis ragam beban total bangkirai ............................................ 67
Lampiran 13 Analisis ragam beban ijin per paku meranti merah ....................... 68
Lampiran 14 Analisis ragam beban ijin per paku kapur ..................................... 69
Lampiran 15 Analisis ragam beban ijin per paku bangkirai ............................... 70
Lampiran 16 Foto alat, bahan dan proses penelitian .......................................... 71

THO

(

,

0

2 %
$
%

&
4

!
"

#
$
%

%

%

#
%
%

!
%

&

)0
'(

))

3

%
'(

)0

%
))

*

%

+
,
-

.

/

%

$

(
0

1

$ ,
$

PENDAHULUAN
Latar belakang
Kayu telah lama dikenal dan merupakan bahan yang pertama kali dikenal
manusia sebagai bahan bangunan tempat tinggalnya. Sampai sekarang pun, kayu
masih digunakan sebagai bahan baku utama pada struktur kuda-kuda, struktur
bangunan komersial, jembatan, dan struktur lainnya. Selain relatif ringan, kayu
memiliki keunggulan lain yaitu dalam hal penampilan, kemudahan dalam
pengerjaan walau dengan alat sederhana, dan berasal dari bahan baku terbaharui.
Pada struktur yang bahan utamanya kayu, sambungan atau buhul muncul
disebabkan karena alasan geometrik (bentuk struktur) dan keterbatasan ukuran
panjang kayu yang tersedia. Oleh sebab itu, maka batang-batang kayu perlu
disambung untuk mencapai bentang struktural yang dikehendaki. Pada struktur
dengan bahan baku kayu, sambungan merupakan bagian yang paling lemah
sehingga banyak kegagalan atau kerusakan struktur terjadi akibat gagalnya
sambungan daripada kegagalan material kayu itu sendiri (Awaludin 2005). Oleh
karena itu, pada bangunan struktural, sistem perangkaannya harus diupayakan
agar sambungan pada elemen atau titik-titik hubungnya hanya bekerja beban/gaya
tarik atau tekan aksial saja. Khusus untuk sambungan tarik, kekuatan sambungan
biasanya rendah sehingga sulit untuk menyamai besar kekuatan batang/balok
utamanya, maka jenis sambungan yang menerima beban ini perlu mendapat
perhatian yang lebih besar.
Paku merupakan jenis alat sambung yang paling banyak digunakan di
masyarakat. Hal ini bisa dimaklumi karena selain harga paku terjangkau dan
mudah diperoleh, pemakaiannya pun relatif mudah dan tidak memerlukan
keahlian khusus untuk menggunakannya. Kekuatan sambungan dengan alat
sambung paku sangat bergantung kepada jumlah dan diameter disamping bahan
dan jenis paku yang digunakan. Mengingat penggunaannya yang luas, maka perlu
dicari seberapa besar pengaruh dari variabel-variabel diatas terhadap kekuatan
tarik sambungan sehingga penggunaan paku pada sambungan dapat dilakukan
secara efisien.

2

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh dari jumlah paku dan
diameter paku terhadap kekuatan tarik sambungan pada tiga jenis kayu
perdagangan Indonesia.
Hipotesis Penelitian
Hipotesis yang diajukan adalah bahwa jumlah paku, diameter paku dan
interaksi keduanya berpengaruh terhadap kekuatan tarik sambungan pada tiga
jenis kayu perdagangan Indonesia.

TINJAUAN PUSTAKA

Sambungan Kayu
Sambungan kayu adalah sambungan yang mengikat dua atau labih papan
kayu secara bersamaan dengan menggunakan alat sambung mekanik seperti paku,
baut, konektor atau menggunakan alat sambung berupa perekat struktural. Tipe
sambungan dengan alat sambung mekanik tersebut dikenal sebagai mechanical
joint dan tipe sambungan dengan alat sambung perekat disebut glued joint.
Sambungan kayu berperan penting dalam konstruksi kayu, seperti bangunan
gedung, rumah, menara ataupun jembatan. Hal ini dikarenakan struktur kayu
terbuat dari komponen yang harus disambungkan secara bersama-sama untuk
memindahkan beban yang diterima oleh komponen kayu tersebut (Pun 1987).
Fungsi alat sambung adalah penyambung dan penghantar gaya yang
bekerja pada satu bagian ke bagian lain dalam sambungan. Satu bagian bagian ke
bagian lain merupakan satu kesatuan (Brown et al 1952).
Tular dan Idris (1981), menyatakan bahwa pada konstruksi bangunan kayu
akan timbul gaya-gaya yang bekerja padanya. Karena sambungan merupakan titik
terlemah dari suatu batang tarik, maka dalam membuat sambungan harus
diperhitungkan cara menyambung dan menghubungkan kayu sehingga sambungan
dapat menerima dan menyalurkan gaya yang bekerja padanya.
Kekuatan sambungan tergantung pada kekuatan komponen penyusunnya,
yaitu kayu yang disambung dan alat sambungnya. Sesuai dengan teori mata rantai,
kekuatan sambungan banyak ditentukan oleh komponennya yang terlemah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan sambungan adalah kerapatan kayu,
besarnya beban yang diberikan dan keadaan alat sambungnya (Surjokusumo
1984).
Menurut Wirjomartono (1977), kekuatan sambungan dipengaruhi oleh
ukuran kayu, arah gaya (beban) terhadap arah serat kayu, ukuran kayu yang
disambung dan pelat sambung, kadar air kayu, jarak antar alat sambung, dan
ukuran alat sambung. Lebih lanjut dikemukakan bahwa apabila gaya (beban) tidak
sejajar dengan arah serat maka kekuatan sambungan akan berkurang. Pengaruh
penyimpangan arah serat dilukiskan sebagai garis sinusoida.

4

Yap (1964) menyatakan bahwa bila kekuatan kayu tanpa sambungan
dianggap 100% maka penggunaan alat sambungan kayu mengakibatkan
perlemahan sehingga kekuatannya berubah menjadi 30% jika menggunakan alat
sambung baut; 50% jika menggunakan alat sambung paku; 60% jika
menggunakan alat sambung pasak kayu dan tetap 100% jika menggunakan alat
sambung perekat.
Paku Sebagai Alat Sambung
Paku adalah alat sambung mekanik yang paling umum dan familiar
digunakan oleh masyarakat. Paku terdiri dari banyak jenis, tipe, ukuran dan
bentuk tergantung pada tujuan khusus paku tersebut digunakan. Beberapa macam
paku yang ada (Wirjomartono 1977)
1. Paku tampang segitiga, tidak banyak digunakan di Indonesia.
2. Paku tampang persegi, banyak digunakan di Eropa terutama sebagai
pendukung beban. .
3. Paku alur spiral, untuk keperluan khusus terutama sebagai pendukung
beban cabut (withdrawal load),paku ini mempunyai keteguhan geser yang
besar, sebab bentuknya tidak rata.
4. Paku alur lurus, banyak digunakan di Eropa sebagai pendukung beban.
5. Paku sisik, digunakan untuk keperluan khusus.
Di Indonesia, paku sudah digunakan sebagai alat sambung pada konstuksi
kuda-kuda. Walau daya dukungnya kecil, ternyata sambungan dengan paku adalah
kaku, karena sesarannya sangat kecil terutama jika dibandingkan dengan
sambungan yang menggunakan baut.(Yap 1984)
Selanjutnya dijelaskan pula bahwa kelebihan paku dari alat sambung yang
lain adalah
1. Harga paku murah, sehingga biaya konstruksi secara keseluruhan relatif
kecil.
2. Konstuksi kaku, karena sesaran dalam sambungan kecil.
3. Dalam pembuatan konstruksi serta sambungannya tidak diperlukan tenaga
ahli, cukup dikerjakan oleh pekerja biasa dan hanya menggunakan alatalat sederhana.

5

4. Pekerjaan dapat dilakukan dengan cepat.
5. Perlemahan kayu karena paku kecil.
Kekuatan paku tergantung pada bahan baku penyusunnya (besi, baja, seng,
atau aluminium). Menurut Wirjomartono (1977), paku biasanya dibuat dari baja
Thomas yang mempunyai kokoh desak 6000-8000 kg/cm2 dan tegangan lentur
maksimum 8000-12000 kg/cm2.
Walaupun sambungan paku merupakan tipe sambungan yang paling
mudah tapi tidak semua kayu dapat mudah untuk dipaku, karena cenderung akan
pecah dan membelah ketika dipaku. Pembelahan bisa menarik perhatian dalam
bangunan kayu karena dapat mengurangi keefektifan sambungan. Tetapi
pembelahan dan pembengkokan dari paku bisa diminimumkan atau dikurangi
dengan menggunakan jarak spasi minimum atau perlakuan awal yaitu dilakukan
pengeboran lubang paku terlebih dahulu dengan catatan lubang paku tersebut
tidak melebihi ukuran diameter paku yang akan digunakan.
Paku sebagai alat sambung dapat digunakan pada konstruksi sementara
maupun permanen. Paku memberikan kekuatan sambung lebih besar apabila
dimasukkan tegak lurus daripada dimasukkan sejajar serat. Sedangkan ketahanan
cabut paku dipengaruhi oleh:
1. kondisi permukaan paku.
2. tipe kepala dan ujung paku.
3. arah masuk paku.
4. pengelingan atau tanpa pengelingan.

Gambaran Umum Kayu yang Digunakan
Meranti Merah (Shorea spp)
Pandit dan Ramdan (2002) mangatakan bahwa Meranti merah mempunyai
rata-rata berat jenis 0,52 dan masuk ke dalam kelas kuat III-IV. Penyusutan kering
tanur pada arah radial 2,1% sedangkan pada arah tangensial 3,5%. Meranti merah
mempunyai saluran aksial menyebar menurut garis tangensial panjang, berisi
endapan berwarna putih, pori soliter serta berganda radial dan ada yang berisi
tilosis. Meranti merah dapat digunakan untuk vinir, kayu lapis dan dapat
digunakan sebagai bahan bangunan (Martawijaya 1981).

6

Kapur (Dryobalanops lanceolata Gaertner f. )
Pohon Kapur berukuran besar atau sangat besar dan kadangkala berukuran
sedang. Pohonnya dapat tumbuh sampai mencapai ketinggian 60-75 m. batang
utamanya lurus, berbentuk seperti tugu dengan diameter 150-200 cm.Kayu ini
mempunyai pori soliter dan ada beberapa yang berisi tilosis (Mandang dan Pandit
2002). Pandit dan Ramdan (2002) mengatakan bahwa Kapur mempunyai rata-rata
berat jenis 0,76 dan masuk dalam kelas kuat I-II. Kayu Kapur berwarna merah dan
bila segar berbau kamper. Menurut Martawijaya (1981) Kayu ini dapaaat
dimanfaatkan sebagai balok, tiang, rusuk dan papan pada bangunan perumahan,
dan jembatan serta perkapalan. Penyusutan kering tanur pada arah radial 2,1%
sedangkan tangensial 3,8%.
Bangkirai (Shorea laevis Ridl.)
Merupakan anggota family Dipterocarpaceae. Kayu tergolong keras dan
kuat (kelas kuat I-II), dengan Berat Jenis rata-rata 0,95 (0,6-1,16). Sampai KA
kondisi kering tanur, nilai penyusutan radialnya mencapai 4,5% dan 8,35 untuk
arah tangensial. Kekuatan dan keawetan kayu Bangkirai tergolong tinggi. Kayu
umumnya digunakan untuk konstruksi berat sibawah atap maupun di tempat
terbuka, antara lain untuk bangunan jembatan, maritim, perkapalan, karoseri, dan
perumahan. Pengerjaannyaq tidak terlalu sulit yakni dapat digergaji dengan
menggunakan gergaji yang ujungnya diperkakas, atau dapat diserut sampai licin
asal menggunakan sudut ketam yang kecil. Untuk pemakuan, kayu sebaiknya
dibor terlebih dahulu supaya tidak pecah (Martawijaya 1981).

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat
Pemotongan bahan dan pengeringan kayu hingga kering udara dilakukan
di workshop. Pembuatan contoh uji kekuatan tarik dan pengujian dilakukan di
Laboratorium keteknikan kayu, sedangkan pengovenan dan penimbangan
dilakukan di Laboratorium pengeringan kayu, Fakultas Kehutanan, Institut
Pertanian Bogor.

Alat dan Bahan
Alat yang digunakan untuk tahap pembuatan contoh uji antara lain
circular saw untuk memotong balok kayu hingga mencapai ukuran yang
diinginkan, mesin serut untuk meratakan sisi tebal pada kayu untuk contoh uji
tarik, dan bor kayu untuk melubangi kayu sehingga paku lebih mudah mengalami
penetrasi pada kayu.
Dalam pengujian kadar air, kerapatan, dan berat jenis, digunakan
timbangan elektrik untuk mengukur berat kering udara dan berat kering tanur pada
contoh uji, kaliper untuk mengukur dimensi kayu dan oven listrik untuk
mengeringkan kayu hingga mencapai berat kering tanur.
Dalam pembuatan contoh uji untuk uji kekuatan sambungan tarik,
digunakan palu untuk membantu proses penetrasi paku kedalam kayu dan klem
penjepit untuk menjaga posisi lubang pada kayu supaya tetap lurus dengan lubang
pada pelat baja. Sedangkan alat yang digunakan dalam proses pengujian adalah
universal testing Machine merk Baldwin untuk pengujian kekuatan tarik
sambungan dan universal testing Machine merk instron untuk pengujian kekuatan
tekan maksimum sejajar serat. Untuk melepaskan pelat baja dari contoh uji
kekuatan tarik yang telah diuji digunakan gergaji besi. Selain itu digunakan juga
alat pendukung antara lain alat tulis, kalkulator dan komputer.
Bahan yang digunakan dalan penelitian ini adalah kayu Meranti merah
(0,52 g/cm3) mewakili kayu berkerapatan rendah, kayu Kapur (0,76 g/cm3)
mewakili kayu dengan kerapatan sedang, dan kayu Bangkirai (0,95 g/cm3)
mewakili kayu dengan kerapatan tinggi. Bahan lainnya adalah paku tampang bulat

8

dengan diameter paku 4,1 mm, 5,2 mm,dan5,5 mm. Pelat sambung yang
digunakan berukuran 1,5 cm x 12 cm x 30 cm sebanyak 12 pasang (24 lempeng)
yang telah dilubangi dengan ukuran, jumlah, dan jarak tertentu.

Gambar 1 tiga ukuran paku tampang bulat
Metode Penelitian
Pengujian yang dilakukan meliputi sifat fisik yang terdiri dari kerapatan,
berat jenis, dan kadar air, serta pengujian sifat mekanik yang terdiri dari pengujian
kekuatan tekan maksimum sejajar serat menggunakan mesin Universal Testing
Machine merk Instron dan pengujian kekuatan tarik sambungan kayu
menggunakan Universal Testing Machine merk Baldwin. Langkah-langkah yang
dilakukan dalam penelitian ini terdiri atas pembuatan dan pengujian contoh uji.

Pembuatan Contoh Uji
a. Penyiapan bahan
Contoh uji sifat fisik untuk mengetahui kadar air, kerapatan dan berat
jenis, dibuat dari balok yang sama untuk contoh uji sambungan tarik dan contoh
uji tekan maksimum sejajar serat dengan dimensi 5 cm x 5 cm x 5 cm. Pengujian
sifat fisik menjadi penting karena sifat-sifat fisik tersebut sangat berpengaruh
terhadap sifat mekanik kayu. Oleh karena itu perhitungan sifat fisik kayu tidak
dapat dipisahkan dari sifat mekanik dalam pendugaan kekuatan kayu.

9

Gambar 2 Contoh uji sifat fisik
Contoh uji tekan maksimum sejajar serat dibuat dengan ukuran 2 cm x 2
cm x 6 cm. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui besarnya kekuatan kayu
dalam menahan beban tekan sampai batas maksimumnya pada arah longitudinal
atau sejajar dengan arah serat. Pembuatan contoh uji ini diusahakan bebas cacat
karena adanya cacat pada contoh uji akan berpengaruh terhadap nilai kekuatan
tekannya.

Gambar 3 Contoh uji kekuatan tekan
Kayu yang digunakan untuk pembuatan contoh uji sifat fisik dan kekuatan
tekan maksimum sejajar serat diambil dari ujung contoh uji kekuatan tarik pada
semua perlakuan.
Contoh uji untuk sambungan tarik dibuat dengan ukuran 6 cm x 12 cm x
38 cm. Sama seperti pada contoh uji tekan maksimum sejajar serat, pada contoh
uji sambungan tarik juga diperiksa terlebih dulu cacatnya sebelum dilakukan
pengujian.
b. Pembuatan pelat sambung
Pada setiap pelat sambung baja dibuat lubang dengan diameter yang
disesuaikan dengan diameter paku yang digunakan yaitu 4,1 mm, 5,2 mm, dan 5,5

10

mm. Pada masing-masing ukuran diameter tersebut dibuat lubang sebanyak 4, 6,
8, dan 10 buah dengan posisi yang tidak berada dalam satu garis lurus.
c. Penyambungan kayu dengan paku dan pelat baja
Penyambungan dilakukan secara mekanik dengan meletakkan pelat baja
pada kedua sisi lebar balok yang akan disambung. Sebelum dilakukan
penyambungan, kayu dan pelat baja dibor. Pengeboran pada baja disesuaikan
dengan ukuran diameter paku, sedangkan pada kayu menggunakan diameter bor
yang lebih kecil dari diameter paku. Hal ini dimaksudkan untuk membatasi
perlemahan tanpa mengurangi daya ikat paku terhadap kayu dan pelat sambung,
sehingga kekuatannya tetap dapat dipertahankan. Pemakuan dilakukan dengan
palu dan klem penjepit agar tidak terjadi pergeseran.

Gambar 4 Contoh uji kekuatan tarik
Pengujian Contoh Uji
a. Kadar air
Contoh uji ditimbang untuk mendapatkan berat awal (berat kering udara),
kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu (103 ± 2)° C hingga berat
konstan (± 24 jam pengovenan)dan didapatkan berat kering tanur. Kadar air kayu
dihitung dengan rumus :

=

KA
KT

B KU − B KT
x100 %
B KT

.......................................................................... (1)

11

dengan :
KAKU = kadar air kering udara (%)
BKU

= berat kering udara (g)

BKT

= berat kering tanur (g)

b. Kerapatan dan berat jenis
Contoh uji ditimbang untuk mengetahui berat awal (berat kering udara),
kemudian diukur volumenya dengan mengalikan panjang, lebar dan tebalnya.
Nilai kerapatan dan berat jenis contoh uji dapat dihitung berdasarkan rumus :

Kerapatan (g/cm3) =
Berat jenis=(

BKT
VKU

B KU
V KT

............................................................................ (2)

)/ kerapatan benda standar ................................................... (3)

dengan :
BKU

= berat kering udara (g)

BKT

= berat kering tanur (g)

VKU

= volume kering udara (cm3)

Kerapatan benda standar adalah kerapatan air dengan nilai sebesar 1 g/cm3
c. Kekuatan tekan maksimum sejajar serat atau Maksimum Crushing Strength
(MCS)
Pengujian tekan maksimum sejajar serat dilakukan dengan memberikan
beban secara perlahan-lahan pada arah sejajar serat sampai contoh uji mengalami
kerusakan. Beban tersebut merupakan beban maksimum yang dapat diterima oleh
contoh uji. Nilai kekuatan tekan maksimum sejajar serat dihitung dengan rumus :

MCS= Pmaks / A ................................................................................................... (4)
dengan :
MCS = kekuatan tekan maksimum sejajar serat kayu (kg/cm2)
Pmaks

= beban maksimum sampai terjadi kerusakan (kg)

A

= luas penampang (cm2)

12

d. Kekuatan sambungan dengan pembebanan lateral (lateral resistance)
Pengujian sambungan tarik dengan pembebanan lateral (arah gaya tegak
lurus terhadap alat sambung) dilakukan sampai contoh uji mengalami kerusakan.
Perhitungan beban ijin per paku dan beban total sambungan tarik dilakukan pada
beberapa tingkat sesaran yaitu :
1. Sesaran

0,35

mm,

yang

merupakan

sesaran

maksimum

yang

diperbolehkan pada sambungan menurut wood handbook 1999.
2. Sesaran

0,80

mm,

yang

merupakan

sesaran

maksimum

yang

diperbolehkan pada sambungan menurut standar Australia.
3. Sesaran 1,50 mm, yaitu batas maksimum sesaran yang diperbolehkan
menurut standar PKKI 1961.
4. Sesaran 5,00 mm, sesaran dimana sambungan telah dianggap mengalami
kerusakan.
besarnya rata-rata kekuatan ditentukan oleh rumus:

P =

B
n

.......................................................................................................... (5)

Besarnya rata-rata beban ijin per paku ditentukan dengan rumus:
P =

P
ns

........................................................................................................... (6)

dengan:
P

= rata-rata kekuatan per paku (kg)

P

= rata-rata beban ijin per paku (kg)

B

= beban total pada tingkat sesaran tertentu (kg)

n

= jumlah paku (batang)

ns

= faktor keamanan sambungan (2,75)
Hasil dari keseluruhan data pengujian kekuatan tarik, dalam hal ini nilai

beban ijin per paku dan beban total sambungan tarik pada tingkat sesaran tertentu
disajikan dalam model regresi. Kerusakan yang terjadi pada contoh uji sambungan
tarik dan uji tekan maksimum sejajar serat, juga diamati.

13

Rancangan percobaan
Dalam penelitian ini hanya faktor jumlah dan diameter paku yang
diperhitungkan, data sifat fisik dicari dan ditampilkan hanya sebagai data
pelengkap yang menerangkan kondisi kayu yang diuji pada waktu dilakukan
pengujian sehingga tidak dimasukkan kedalam faktor dalam rancangan percobaan.
Rancangan percobaan yang dipakai dalam penelitian ini adalah rancangan
acak faktorial dua faktor 4 x 3 untuk tiap jenis kayu, faktor A adalah jumlah paku
yang terdiri dari A1(4 batang), A2(6 batang), A3(8 batang), A4(10 batang) dan
faktor B adalah diameter paku yang terdiri dari B1(4,1 mm), B2(5,2 mm), B3(5,5
mm).dari 12 kombinasi yang ada, dilakukan ulangan sebanyak tiga kali untuk
setiap kombinasi sehingga diperoleh 36 satuan percobaan.

Yijk = µ + Ai + Bj + ABij + Eijk ........................................................................... (7)
Dimana:
Yijk
= Beban ijin per paku pada diameter paku (faktor A) ke-i, jumlah paku
(faktor B) ke-j pada ulangan ke-k
µ
= Rataan umum
Ai
= Pengaruh jumlah paku ke-i
Bj
= Pengaruh diameter paku ke-j
ABij
= Interaksi diameter paku ke-i dan jumlah paku ke-j
Eijk
= Pengaruh acak yang menyebar normal (pengaruh acak pada
diameter paku ke-i, jumlah paku ke-j, dan ulangan ke-k)
Pengolahan Data
Data hasil penelitian ini kemudian diolah dengan menggunakan
Minitab.14 untuk mendapatkan nilai analisis ragamnya dan melihat perbedaan
pengaruh dari tiap faktor maupun interaksi antar faktor. Sementara untuk melihat
hubungan antara sesaran dengan beban total dan beban ijin per paku dilakukan
analisis regresi.
Pada beban ijin per paku, dengan asumsi bahwa nilai beban ijin per paku
antara sesaran 0,35 mm-1,5 mm terletak pada gradien garis yang sama, maka
diambil nilai pada sesaran 0,8 mm untuk dianalisis sebagai titik yang mewakili
garis tersebut.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisik Kayu
Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu,
dinyatakan dengan persentase terhadap berat kering tanurnya. Kadar air ini
bervariasi pada berbagai posisi kayu dalam pohon yang sama dan antar pohon
sejenis itu sendiri (Brown

et al 1952) dalam Pandit dan

Ramdan

(2002).Selanjutnya dikatakan bahwa pada kayu yang masih segar atau baru
ditebang, kadar air kayu berkisar antara 40 – 200 persen.
(Tsoumis 1968) dalam Pandit dan Ramdan (2002) berat jenis kayu adalah
perbandingan antara berat kayu terhadap berat air yang volumenya sama dengan
volume kayu tersebut, sedangkan besarnya berat jenis kayu tersebut berbeda-beda
sesuai dengan perbedaan dalam struktur kayu dan perbandingan antara jumlah
dinding sel dan rongga kayu.
(Tsoumis 1968) dalam Pandit dan Ramdan (2002) variasi berat jenis
terutama terjadi karena perbedaan banyaknya ruang-ruang kosong dari jenis kayu
yang berbeda-beda. Berat jenis zat kayunya pada semua jenis kayu adalah sama
yaitu rata-rata 1,5.
Tabel 1 Hasil pengukuran sifat fisik dari tiga jenis kayu yang diuji
Jenis Kayu
Meranti merah

Kapur
Bangkirai

Sifat Fisis
Kadar air (%)
Kerapatan (g/cm3)
Berat jenis
Kadar air (%)
Kerapatan (g/cm3)
Berat Jenis
Kadar air (%)
Kerapatan (g/cm3)
Berat jenis

Rata-rata
17,60
0,61
0,52
18,25
0,80
0,68
17,26
0,89
0,76

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa tidak terdapat perbedaan yang
mencolok pada nilai kadar air rata-rata bangkirai yang memiliki kandungan ratarata kadar air terendah (17,26%) dengan kapur yang memiliki kandungan rata-rata
kadar air tertinggi (18,25%). Hal ini menunjukkan bahwa penyimpanan kayu

15

selama 10 minggu dianggap cukup untuk memperoleh nilai kadar air kering udara
pada kayu sampel.
Dari tabel tersebut juga dapat dilihat bahwa bangkirai mempunyai rata-rata
kerapatan dan berat jenis paling tinggi dengan nilai 0,89 g/cm3 untuk kerapatan
dan 0,76 untuk berat jenis, sedangkan meranti merah memiliki rata-rata kerapatan
dan berat jenis terendah dengan nilai 0,61 g/cm3 untuk nilai kerapatan dan 0,52
untuk nilai berat jenisnya.
Sifat Mekanik Kayu
Sifat mekanis merupakan sifat yang berhubungan dengan kemampuan
kayu untuk menahan gaya luar yang bekerja padanya dan mempunyai
kecenderungan untuk mengubah ukuran dan atau bentuk benda tersebut
(Mardikanto 1979) dalam Samputra (2004).
Kekuatan tekan maksimum sejajar serat
Kekuatan tekan maksimum sejajar serat merupakan kekuatan kayu untuk
menahan beban dengan arah pembebanan searah dengan arah seratnya, dinyatakan
dengan besarnya gaya yang dapat dibebankan dibagi dengan luas permukaan pada
bidang pembebanan.
Berikut ini adalah tabel yang memuat rata-rata kekuatan tekan maksimum
sejajar serat pada tiga jenis kayu yang diuji.
Tabel 2 Rata-rata kekuatan tekan maksimum sejajar serat
No

Jenis Kayu

1
2
3

Meranti merah
Kapur
Bangkirai

Rata-Rata Kekuatan Tekan
Maksimum Sejajar Serat (kg/cm2)
404,25
540,49
636,75

Dalam pengujian ini, gaya diberikan secara perlahan-lahan pada arah
longitudinal kayu atau contoh uji dalam keadaan berdiri sampai kayu mengalami
kerusakan yang ditandai dengan menurunnya daya topang kayu terhadap beban
yang diberikan. Tahapan kerusakan yang terjadi pada pengujian tekan maksimum
sejajar serat adalah terjadinya patahan pada dinding sel pada tahap awal
pengujian. Saat beban meningkat, patahan ini semakin besar dan membentuk garis
yang lebih nyata pada permukaan kayu. Untuk tahap selanjutnya yaitu pada akhir

16

pengujian, serabut atau serat-serat kayu mengalami pelipatan (buckling) dan/atau
pengerutan (crinkling) (Yeyet, 2008).
Dari tabel 2 di atas dapat dilihat bahwa nilai kekuatan tekan maksimum
sejajar serat ini berbanding lurus dengan nilai berat jenis kayu. Kayu bangkirai
dengan rata-rata nilai berat jenis tertinggi (0,76) juga mempunyai rata-rata nilai
kekuatan tekan maksimum sejajar serat yang terbesar (636,75 kg/cm2), sedangkan
meranti merah yang memiliki rata-rata berat jenis terendah (0,52) juga memiliki
rata-rata nilai kekuatan tekan maksimum sejajar serat terendah (404,25 kg/cm2).
Hal ini dikarenakan rasio jumlah dinding sel terhadap rongga kayu yang
menyusun bangkirai lebih tinggi dibanding dua kayu lainnya yang menyebabkan
kayu ini lebih padat dan berimplikasi pada nilai kekuatan tekan maksimum sejajar
serat yang lebih tinggi dibanding kapur ataupun meranti merah.
Berikut ini adalah gambar yang memuat keadaan contoh uji sebelum dan
setelah pengujian/pembebanan tekan sejajar serat.

(a)

(b)

Gambar 5 pengujian kekuatan tarik sejajar serat (a) Sebelum pengujian.
(b) Setelah pengujian

Kekuatan tarik sambungan
Suryokusumo et al. (1980) menyimpulkan bahwa makin tinggi kerapatan
kayu dan jumlah paku maka kekuatan sambungan akan meningkat, tetapi
peningkatan ini tidak bersifat linier. Pemakaian jumlah paku yang besar pada kayu

17

kerapatan tinggi

cenderung akan memperbesar perlemahan sambungan.

Selanjutnya dikatakan bahwa rata-rata kekuatan per paku akan meningkat dengan
meningkatnya kerapatan kayu tetapi cenderung konstan dengan bertambahnya
jumlah paku.
Awaludin (2005) mengatakan bahwa sesaran yang terjadi pada sambungan
kayu terbagi menjadi dua. Sesaran yang pertama adalah sesaran awal yang terjadi
akibat adanya lubang kelonggaran yang dipergunakan untuk mempermudah
penempatan alat sambung. Selama sesaran awal, alat sambung belum memberikan
perlawanan terhadap gaya sambungan yang bekerja. Pada sambungan dengan
beberapa alat sambung, kehadiran sesaran awal yang tidak sama diantara alat
sambung dapat menurunkan kekuatan sambungan secara keseluruhan. Setelah
sesaran awal terlampaui, maka berikutnya akan disertai oleh gaya perlawanan
(tahanan lateral) dari alat sambung.

A. Meranti merah (Shorea spp)
Berikut ini adalah tabel yang memuat rata-rata beban total sambungan
tarik pada kayu meranti merah.
Tabel 3 Rata-rata beban total sambungan tarik kayu meranti merah
Diameter
paku
(mm)
4,1
4
5,2
5,5
rata-rata
4,1
5,2
6
5,5
rata-rata
4,1
8
5,2
5,5
rata-rata
4,1
5,2
10
5,5
rata-rata
rata-rata total

Jumlah
paku
(batang)

beban total (kg) pada tingkat sesaran
(mm)tertentu
0,35
0,8
1,5
5
502,67
868,67
1238,67
1882,67
570,67
1078,67
1593,00
2543,33
347,33
700,00
1170,67
2626,67
473,56
882,45
1334,11
2350,89
804,67
1402,00
2080,00
3056,67
1135,33
2067,33
2989,33
4288,67
531,33
908,00
1432,00
3454,67
823,78
1459,11
2167,11
3600,00
1319,33
2155,00
2396,67
3581,33
1665,33
2762,67
4044,00
6013,33
1449,33
2449,00
3845,33
6029,67
1478,00
2455,56
3428,67
5208,11
1778,00
3125,67
4126,67
5403,67
1556,67
2570,00
3820,00
6474,67
803,33
1420,67
2784,67
5858,67
1379,33
2372,11
3577,11
5912,34
1038,67
1792,31
2626,75
4267,84

18

Dari tabel 3 di atas dapat dilihat bahwa beban total semakin meningkat
seiring dengan semakin besarnya sesaran yang timbul, hal ini terjadi pada semua
kombinasi jumlah dan diameter paku yang berbeda.
Selanjutnya adalah gambar yang menunjukan hubungan beban total yang
dicapai dengan interaksi antara jumlah paku dan diameter paku pada kayu meranti
merah untuk berbagai sesaran.

Gambar 6 Hubungan jumlah paku dan diameter paku dengan beban total
sambungan tarik kayu meranti merah pada berbagai sesaran.

Dari gambar, pada paku diameter 4,1 mm, nilai beban total semakin
meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah paku yang digunakan, hal ini
berlaku untuk semua sesaran, dan mencapai nilai maksimum pada jumlah paku 10
dengan nilai sebesar 5403,67 kg pada sesaran 5 mm.
Untuk paku 5,2 mm, dapat dilihat bahwa penggunaan paku jenis ini
memberikan beban total yang tertinggi hampir di semua kombinasi perlakuan,
kecuali pada jumlah paku 10 yang hanya berlaku pada sesaran 5 mm. Seperti pada
paku 4,1 mm, pada paku ini juga berlaku bertambahnya jumlah paku yang
digunakan berimplikasi pada meningkatnya beban total sambungan. Hal ini
berlaku ketika pertambahan paku dari 4 batang ke 6 batang dan dari 6 batang ke 8

19

batang, namun untuk penambahan paku dari 8 ke 10 batang, terlihat ada
penurunan kekuatan tarik pada sesaran 0,35 mm, 0,80 mm, dan 1,50 mm,
sedangkan pada sesaran 5,00 mm, nilai kekuatan tariknya tetap meningkat. beban
total maksimal dicapai ketika jumlah paku 10 dengan nilai 6474,67 kg.
Pada paku 5,5 mm, kemampuan menahan beban meningkat seiring dengan
bertambahnya jumlah paku yang digunakan dan mencapai kekuatan maksimal
pada jumlah paku 8 batang dengan nilai 6029,67 kg untuk kemudian turun pada
tingkat penambahan paku berikutnya atau ketika jumlah paku 10 batang. Hal ini
disebabkan jumlah paku yang terlalu banyak dengan diameter paku yang besar
justru mempermudah kerusakan pada kayu yang disambung yang berakibat pada
berkurangnya nilai kekuatan sambungan.
Selanjutnya dilakukan analisis ragam terhadap beban total meranti merah
pada semua tingkat sesaran yang hasil rangkumannya disajikan pada tabel di
bawah ini.
Tabel 4. Analisis ragam beban total sambungan tarik meranti merah menurut
berbagai sesaran
Sumber
Keragaman
A
B
A*B

0,35
38,34**
11,16**
3,49*

Keterangan : ** = sangat nyata,

*

Sesaran (mm)
F hitung
0,80
1,50
**
95,07
185,22**
30,13**
38,20**
**
11,64
16,93**
= nyata,

tn

F tabel
5,00
522,99**
96,74**
5,22**

0.05
3,009
3,403
2,508

0.01
4,718
5,614
2,995

= tidak nyata

Berdasarkan hasil analisis ragam di atas, dapat dilihat bahwa pada sesaran
0,35 mm ada interaksi yang nyata antara jumlah paku dan diameter paku terhadap
nilai beban total sambungan tarik. Sedangkan pada sesaran 0,8 mm, 1,5 mm dan
5,00 mm terlihat interaksi yang sangat nyata antara faktor jumlah paku dan
diameter paku terhadap nilai beban total sambungan tariknya.
Berdasarkan data beban total sambungan tarik kayu meranti merah yang
dihasilkan pada sesaran 0,35 mm, 0,80 mm, dan 1,50 mm dapat dirumuskan
persamaan matematis hubungan antara sesaran (x1) dan jumlah paku (x2) dengan
beban total sambungan tarik (Y) pada tingkat diameter paku tertentu. Dengan
regresi, untuk tingkat diameter paku 4,1 mm diperoleh persamaan Y = -1632 +

20

1150 x1 + 347 x2 dengan nilai R2 = 90,2%, untuk diameter paku 5,2 mm Y = 1185 + 1616x1 273x2 dengan R2 = 87% dan untuk diameter paku 5,5 mm Y = 1231 + 1328x1 + 221x2 dengan R2 = 64,3%. Hal ini berarti model di atas dapat
menerangkan respon (Y) sebesar R2 untuk masing-masing diameter paku dimana
respon (Y) tersebut merupakan nilai beban total sambungan tarik yang dihasilkan
pada saat sesaran 0,35 mm, 0,80 mm, 1,50 mm.
Penelitian kali ini, selain mencari nilai beban total sambungan tarik, juga
mencari nilai beban ijin per paku dari masing-masing jenis kayu yang diteliti.
Untuk beban ijin per paku pada kayu meranti merah, nilai rata-ratanya disajikan
dalam tabel 5 berikut ini.

Tabel 5 Rata-rata beban ijin per paku kayu meranti merah
Jumlah
paku
(batang)

Diameter
paku
(mm)
4,1
4
5,2
5,5
rata-rata
4,1
6
5,2
5,5
rata-rata
4,1
8
5,2
5,5
rata-rata
4,1
10
5,2
5,5
rata-rata
rata-rata total

beban ijin per paku (kg) pada tingkat
sesaran(mm) tertentu
0,35
0,8
1,5
5
78,97
112,61
171,15
45,70
98,06
144,82
231,21
51,88
63,64
106,42
238,79
31,58
43,05
80,22
121,28
213,72
48,77
84,97
126,06
185,25
68,81
125,29
181,17
259,92
32,20
55,03
86,79
209,37
49,93
88,43
131,34
218,18
97,97
108,94
162,79
59,97
125,58
183,82
273,33
75,70
111,32
174,79
274,08
65,88
67,18
111,62
155,85
236,73
113,66
150,06
196,50
64,65
93,45
138,91
235,44
56,61
51,66
101,26
213,04
29,21
50,16
86,26
130,08
224,40
52,58
91,63
134,64
221,49

Nilai beban ijin dicari dari nilai beban total dibagi dengan banyaknya paku
yang digunakan untuk mendapatkan rata-rata beban yang di terima setiap paku
kemudian dibagi dengan 2,75 sebagai faktor keamanan sambungan. Dalam tujuan
praktisnya, implikasi dari persamaan tersebut adalah didapatnya nilai beban ijin
yang nyaris sebesar dua per tiga dari nilai beban sebenarnya yang dapat ditopang
oleh tiap-tiap paku. Hal ini untuk mengantisipasi perlemahan yang dapat terjadi

21

karena keadaan kayu yang disambung yang tidak sepenuhnya bebas cacat atau
perlemahan karena hal lainnya. Dengan ditetapkannya beban ijin yang nilainya
lebih rendah, maka bisa dikatakan bahwa sambungan yang dibuat aman secara
konstruksi.
Untuk mengamati pengaruh jumlah paku dan diameter paku terhadap
beban ijin per paku, hanya dilakukan pada saat sesaran 0,80 mm karena
diasumsikan bahwa nilai beban ijin pada sesaran 0,35 mm sampai sesaran 1,50
mm berada dalan gradien garis yang sama sehingga pengambilan satu titik pada
rentang sesaran tersebut dapat dianggap mewakili setiap titik pada garis tersebut.

Gambar 7 Beban ijin per paku meranti merah pada sesaran 0,80 mm
Dari gambar 7, secara umum dapat dilihat bahwa paku berdiameter 5,2
mm memberikan nilai beban ijin tertinggi pada jumlah paku 4, 6, 8, dibanding
diameter paku lainnya. Nilai beban ijin tertinggi dicapai pada jumlah paku 8
dengan 125,58 kg/paku, dan menurun pada jumlah paku 10. Hal ini dikarenakan
panggunaan paku yang berdiameter besar dengan jumlah banyak akan
memperpendek jarak antar paku yang berakibat pada menurunnya kekuatan pada
sambungan. Demi terjaminnya keamanan konstruksi, diambil nilai terendah dari
tabel beban ijin per paku pada sesaran 0,80 mm untuk diameter paku 5,2 mm
sebesar 93,45 kg/paku sebagai nilai beban ijin paku 5,2 mm pada sambungan kayu
meranti merah yang memenuhi syarat kekuatan dan keamanan sambungan.
Pada diameter 4,1 mm, beban ijin cenderung meningkat dengan
bertambahnya jumlah paku yang digunakan, hal ini berlaku untuk sambungan

22

pada semua jumlah paku yang diteliti. Keadaan ini berbeda dengan diameter paku
5,2 mm, karena pada jumlah ini paku 4,1 mm belum menimbulkan kerusakan
pada kayu sehingga penambahan jumlah paku menimbulkan kenaikan nilai beban
ijin per paku pada sambungan. Nilai beban ijin tertinggi untuk diameter 4,1 mm
dicapai pada jumlah paku 10 dengan nilai 113,66 kg/paku, sedangkan nilai beban
ijin yang dianjurkan adalah 78,97 kg/paku.
Fenomena yang sedikit berbeda dijumpai pada paku diameter 5,5 mm,
sebagaimana dapat dilihat pada tabel 6 kekuatan beban ijin per pakunya yang
fluktuatif atau penambahan jumlah paku tidak meningkatkan nilai beban ijin per
paku secara linier, hal ini diakibatkan kehadiran sesaran awal yang tidak sama
diantara alat sambung yang digunakan, dengan kata lain ketika sambungan diberi
beban ada beberapa alat sambung sudah menerima dan menahan beban yang
diberikan sedangkan beberapa lainnya belum bersama-sama menahan beban
sehingga menurunkan kekuatan sambungan secara keseluruhan. Penambahan
paku dari 4 menjadi 6 justru sedikit menurunkan nilai beban ijinnya, sedangkan
pada paku 8 beban ijinnya meningkat tajam untuk kemudian turun kembali pada
jumlah paku 10 batang. Nilai beban ijin tertinggi diperoleh pada jumlah paku 8
dengan nilai 111,32 kg/paku, dan nilai yang dianjurkan untuk paku diameter 5,5
mm pada sambungan meranti merah adalah 51,66 kg/paku.
Berdasarkan data beban ijin per paku kayu meranti merah yang dihasilkan
pada sesaran 0,35 mm, 0,80 mm, dan 1,50 mm dapat dirumuskan persamaan
matematis hubungan antara sesaran (x1) dan jumlah paku (x2) dengan beban ijin
per paku (Y) pada tingkat diameter paku tertentu. Dengan regresi, untuk tingkat
diameter paku 4,1 mm diperoleh persamaan Y = 6,1 + 59,1x1 + 4,67x2 dengan
nilai R2 = 91%, untuk diameter paku 5,2 mm Y = 37,8 + 85x1 – 0,13x2 dengan R2
= 86,2% dan untuk diameter paku 5,5 mm Y = 2,3 + 67,4x1 + 1,99x2 dengan R2 =
62,1%. Hal ini berarti model di atas dapat menerangkan respon (Y) sebesar R2
untuk masing-masing diameter paku dimana respon (Y) tersebut merupakan nilai
beban total sambungan tarik yang dihasilkan pada saat sesaran 0,35 mm, 0,80 mm
dan 1,50 mm.

23

B. Kapur (Dryobalanops lanceolata Gaertner f.)
Berikut ini adalah tabel yang memuat nilai rata-rata beban total sambungan
tarik pada kayu kapur.
Tabel 6 Rata-rata beban total sambungan tarik kayu kapur
Jumlah
paku
(batang)

Diameter
paku
(mm)
4,1
4
5,2
5,5
rata-rata
4,1
6
5,2
5,5
rata-rata
4,1
8
5,2
5,5
rata-rata
4,1
10
5,2
5,5
rata-rata
rata-rata total

beban total (kg) pada tingkat sesaran
(mm)tertentu
0,35
0,8
1,5
5
753,33
1302,00
1816,67
3091,33
765,33
1580,67
2458,67
3758,67
817,33
1500,67
3354,67
351,33
623,33
1233,33
1925,34
3401,56
1725,33
2472,00
3728,67
1006,67
1920,67
3071,33
4896,67
1083,33
1067,33
2106,00
4838,67
432,67
840,89
1571,11
2549,78
4488,00
1268,67
2218,67
3212,00
5128,6