Keandalan Bambu Untuk Material Konstruksi Hijau

KEANDALAN BAMBU
UNTUK MATERIAL KONSTRUKSI HIJAU

EFFENDI TRI BAHTIAR

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Keandalan Bambu sebagai
Material Konstruksi Hijau adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi
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 disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015

Effendi Tri Bahtiar
NRP E263100032

RINGKASAN
EFFENDI TRI BAHTIAR. Keandalan Bambu untuk Material Konstruksi Hijau.
Dibimbing oleh NARESWORO NUGROHO, SURJONO SURJOKUSUMO, and LINA
KARLINASARI
Seleksi material untuk konstruksi hijau telah menjadi masalah utama bagi desainer.
Biomaterial yang dihasilkan dari sumber daya terbarukan direkomendasikan sebagai
alternatif terbaik bagi material konstruksi hijau. Biomaterial lebih ramah lingkungan
daripada produk mineral dan minyak bumi. Biomaterial dapat diperoleh dari tumbuhan
yang mengabsorbis CO2 dan menghasilkan O2 melalui mekanisme fotosintesis.
Tumbuhan memanen energi sinar matahari dan menyimpannya di bagian tubuhnya. Jika
biomaterial digunakan untuk material konstruksi maka energi dan karbon tersebut akan
tetap tersimpan dalam komponen konstruksi dan tidak dilepaskan ke lingkungan selama
masa pakai gedung tersebut.
Bambu dapat menjadi material unggul untuk konstruksi hijau. Ketersediaan bambu
untuk mensuply material konstruksi hijau dapat terjamin kelestariannya selama
pengelolaannya dilakukan dengan baik karena bambu tumbuh sangat cepat. Penelitian
ini membuktikan bahwa kecepatan pertumbuhan bambu 21 – 30 cm/hari (yaitu ampel

(Bambusa vulgaris) 21.32 cm/hari, mayan (Gigantochloa robusta) 26.81 cm/hari, tali (G.
apus) 29.75 cm/hari, hitam (G. atroviolaceae) 28.38 cm/hari, and betung
(Dendrocalamus asper) 26.44 cm/hari). Periode muda dimulai sejak rebung muncul di
perukaan tanah hingga berumur 23 – 39 hari, sedangkan periode tua ketika umurnya lebih
dari 110 – 264 hari. Periode transisi berada di antara keduanya. Periode muda ditandai
dengan pertumbuhan yang dipercepat, sedangkan periode transisi ditandai dengan
perlambatan pertumbuhan. Bambu mencapai periode tuanya ketika tidak lagi bertambah
tingi yang ditunjukkan dengan garis asimtot pada kurva pertumbuhan.
Pertumbuhan yang cepat berkaitan erat dengan laju fotosintesisnya. Fotosintesis
dan respirasi terjadi periodik setiap hari sehingga persamaan sinusoidal sangat baik untuk
mengepasnya. CO2 netto yang diserap oleh bambu merupakan selisih antara fotosintesis
dan respirasi. Studi ini membuktikan bahwa rumpun bambu mampu menyerap CO2
dengan laju yang lebih tinggi dibandingkan pohon kehutanan sehingga bambu sangat
direkomendasikan untuk ditanam untuk mensuply kebutuhan material konstruksi hijau.
Konsepsi konstruksi hijau telah menyebar dan meluas sehingga perkembangan
telah memperhitungkan pengaturan tapak. Efisiensi penggunaan energi, air, udara, dan
sumber daya pada lingkungan terbangun telah menjadi pertimbangan utama sepanjang
masa umur pakai bangunan. Penanaman bambu di sekitar lingkungan terbangun dapat
memperbaiki iklim mikro sehingga lebih nyaman bagi orang di sekitarnya. Suhu dan
kelembaban di dalam tegakan bambu lebih nyaman daripada di luar tegakan yang

dibuktikan dengan nilai indeks ketidaknyamanan dan indeks panas. Nilai indeks
ketidaknyamanan menunjukkan bahwa orang dapat bekerja dalam suasana nyaman
selama 1.5 jam lebih lama di dalam tegakan bambu daripada di luar tegakan selama waktu
kerja normal. Indeks panas juga memperlihatkan bahwa pekerja aman dari luka akibat
panas selama 5 jam lebih lama di dalam tegakan bambu daripada di luar tegakan.
Rumpun bambu memiliki kanopi yang luas sehingga membentuk bayang-bayang yang
mencegah terjadinya ketidaknyamanan visual.

Setiap material konstruksi harus memiliki nilai desain yang diperlukan untuk
analisis struktur. Desain dalam format ASD memerlukan nilai tegangan ijin, sedangkan
LRFD memerlukan kuat acuan. Kedua nilai tersebut dihitung dari pengujian mekanis
sejumlah contoh uji di laboratorium. Pengujian mekanis memperlihatkan bahwa MOE
dan MOR buluh utuh bambu sangat rendah dibandingkan bilahnya sehingga tegangan ijin
dan kuat acuan lentur bambu harus diambil dari hasil pengujian buluh utuh. Buluh bambu
yang yang mengandung buku memiliki kuat tarik dan tekan sejajar serat yang lebih rendah
dibanding ruas. Kuat geser bagian buku lebih tinggi daripada ruas. Tegangan ijin dan
kuat acuan harus dihitung dari bagian terlemah agar desainer dapat mendesain bangunan
dengan lebih aman.
Bambu merupakan material alami yang tidak homogen; variasinya sangat tinggi.
Akibat variasi yang sangat tinggi itu, hasil pengujian mekanis di laboratorium tidak dapat

langsung mewakili nilai seluruh populasi. Suatu sesi statistik harus dilakukan untuk
mendapatkan nilai karakteristik yang mewakili seluruh populasi. Penelitian ini telah
menghasilkan tegangan ijin dan kuat acuan bambu yang dihitung sesuai dengan prosedur
ASTM D2915-03 dan ASTM D5457-04.
Kekuatan bambu terutama disokong oleh dinding sel yang terikat dalam ikatan
pembuluh. Dinding sel tersusun atas komponen kimia yaitu selulosa, hemiselulosa, dan
lignin. Komposisi kandungan kimia dalam dinding sel dan julah ikatan pembuluh per
luas penampang dapat menjelaskan kekuatan bambu. Kandungan lignin yang tinggi dan
ikatan pembuluh yang rapat mengindikasikan kekuatan yang lebih tinggi. Jumlah ikatan
pembuluh bergradasi secara teratur sehingga membentuk lapisan-lapisan. Sistem lapisan
alami ini dapat dianalisa dengan metode penampang tertrasformasi (TCS). Penelitian ini
menunjukkan bahwa rasio jumlah ikatan pembuluh di setiap lapisan dapat mensubstitusi
rasio MOE dalam analisa sistem lapisan. Fakta ini membuktikan bahwa jumlah ikatan
pembuluh per luas penampang memiliki pengaruh yang sangat signifikan terhadap sifat
lentur bambu.
Kapasitas struktur suatu komponen tidak hanya dipengaruhi oleh kekuatan material,
tetapi juga dimensi bentuk geometri komponen tersebut. Buluh bambu umumnya
diasumsikan berbentuk silinder yang penampangnya adalah cincin lingkaran sempurna.
Bentuk penampang bambu pada kenyataannya bukanlah cincin lingkaran sempurna tetapi
bervariasi dari cincin oval hingga lingkaran. Penelitian ini menghasilkan rumus sifatsifat penampang (luas, momen pertama, centroid, dan momen inersia) bentuk cincin

lingkaran, elips, dan oval sehingga desainer dapat memilih bentuk yang paling tepat
sesuai dengan batang bambu aktual yang akan digunakannya.
Asumsi silinder sempurna juga berpengaruh pada hasil pengujian lentur di
laboratorium. Jika penampang elips bambu diuji dengan sumbu mayor diatur vertikal
maka MOE dan MOR-nya akan over estimate. Sebaliknya, hasilnya akan under estimate
jika sumbu mayor diatur horisontal saat pengujian lentur. Strength ratio diturunkan pada
studi ini untuk mengurangi pengaruh tersebut. Bambu juga bertaper. Studi ini
menunjukkan bahwa taper bambu tidak berpengaruh signifikan pada hasil pengujian
lentur dengan konfigurasi beban tunggal di tengah bentang. Sebaliknya pengaruh taper
sangat nyata pada pengujian lentur dengan beban ganda sehingga strength ratio juga
diperlukan untuk mengatasi hal tersebut.

SUMMARY
EFFENDI TRI BAHTIAR. The Advantages of Bamboo for Green Building Material.
Supervised by NARESWORO NUGROHO, SURJONO SURJOKUSUMO, and LINA
KARLINASARI
Material selection for green building has come into major problem for the
designer. Biomaterial which produced from renewable resources is recommended as best
alternative for green building material. Since biomaterial products could substitute the
oil and mineral product, the increasing development, trading, and using of biomaterial

may reduce the environmental impact. Biomaterial is more environmentally friendly
compared to oil and mineral products. Biomaterial may be extracted from plantation
which absorb CO2 and produce O2 by its photosynthesis mechanism. Plant harvests
sunrays energy and reserves it in the part of its body (flower, fruit, wood, root, and leaves).
Energy and carbon will be still laid in the construction component and unreleased to the
environment during building’s lifetime if the biomaterial is used for construction material.
Bamboo may become advantageous biomaterial for green construction. The
sustainability of bamboo to supply the green construction material demand may be
guaranteed because bamboo grows very fast. This research proved that maximum growth
rate of bamboo is 21 – 30 cm/day (e.g. ampel (Bambusa vulgaris) 21.32 cm/day, mayan
(Gigantochloa robusta) 26.81 cm/day, tali (Gigantochloa apus) 29.75 cm/day, hitam
(Gigantochloa atroviolaceae) 28.38 cm/day, and betung (Dendrocalamus asper) 26.44
cm/day). Young age zone starts since the shoot arises above the ground until 23 – 39
days old, while bamboo is in old age zone if it is more than 110 – 264 days old. Transition
age zone is in between young and old age zone. The growth in the young phase is
occurred in accelerated rate, while it is in the decelerated rate when bamboo is in transition
age. Bamboo reaches its old age zone when it does not grow any more, which is showed
by the asymptote line in the growth curve.
The fast growth rate of bamboo is related with its photosynthesis rate. The
photosynthesis and respiration are occurred daily so that sinusoidal equation becomes the

best equation to fit it. The difference between photosynthesis and respiration is net CO2
which absorbed by bamboo clump. This research proved that bamboo clump commonly
absorbs CO2 from the atmosphere in the high rate compared to the forest tree. Since it
has high ability in absorbing CO2 from the atmosphere, bamboo should be recommended
to be planted in order to supply the green construction material.
Green construction concept is expanding and the development reaches to the
landscape arrangement. The efficient uses of energy, water, air, and resources in the built
environment have become major consideration during the building’s lifetime. Bamboo
planting around built environment could maintain microclimate so that the occupants feel
more comfortable. Temperature and relative humidity inside bamboo stand is more
comfortable than outside bamboo stand which is proven by its discomfort index and heat
index value. The discomfort index proved that people may work in comfortable
circumstances 1.5 hours longer inside bamboo stand during his working hours. Heat
index revealed than labor may safe from heat injury in 5 hours longer while working
inside bamboo stand compared to the outside. The wide crown of bamboo clump creates
shadowing effect which prevents the sunrays energy so that the glare on the eye is
reduced. People will never feel visual discomfort inside bamboo stands.

Every construction material must have design value since it is needed in structural
analysis. Building designs in ASD format need allowable stress value, while LRFD need

reference resistance value. Both values are calculated from mechanical testing of several
samples in the laboratory. Mechanical testing in the laboratory reveal that MOE and
MOR of bamboo stump were much lower compared to the bamboo split so that the
allowable stress and reference resistance of bending must be calculated from bamboo
stump’s bending test value. Bamboo stump which contains node have lower tensile
strength and compressive strength parallel to grain. The shear strength of internode is
lower compared to the node. The allowable stress and reference resistance must be
calculated from the weaker part of bamboo so that the designer could design more safely.
Since bamboo is natural material, it is not homogeny. Its variation is very high.
Because of its high variation, mechanical properties which are resulted from a laboratory
testing do not represent the population value. Some statistical session must be conducted
to calculate the characteristic value which represents the population. The procedure for
calculating the allowable stress and reference resistance has been assigned in ASTM
D2915-03 and ASTM D5457-04, respectively. The allowable stress and reference
resistance of bamboo are calculated in this study.
Bamboo strength is usually supported by the contribution of cell wall which
bundled in vascular bundles. Cell wall is composed by chemical component namely
cellulose, hemicellulose, and lignin. Chemical component content in cell wall and
quantity of vascular bundles per area may explain the strength of bamboo. Higher lignin
and tighter vascular bundles usually indicate the higher strength. The amount of vascular

bundle per area in bamboo stump is arranged in well order so that it looks like several
layers in the bamboo wall. This natural layer system may be analyzed by transformed
cross section (TCS) method. This research reveals that the ratio of vascular bundles
quantity in every layer may substitute the MOE ratio in layer system analysis. This fact
proves that the quantity of vascular bundles per area has significant effects on bamboo’s
bending properties.
Capacity of structural component is not affected by material’s strength only but also
its geometrical form and dimension. Bamboo stump commonly assumes as cylinder
which its cross sectional area is a perfect circle ring. In fact the cross sectional area of
bamboo is not always a perfect cylinder ring. Some geometrical forms such as ellipse or
oval may be found better in fitting cross sectional area of bamboo stump. This research
studied several geometric forms (cycle ring, ellipse ring, and oval ring) and derived
formula to calculate its properties (area, first moment of area, centroid, and moment of
inertia). The resulted formulae may be used by designers in structural analysis so that
they could choose more fit geometrical form besides of perfect cylinder.
A perfect cylinder assumption is also affected to the bending test result. If elliptical
cross sectional area form of bamboo is tested with its major axis arranged vertically, the
MOE and MOR will be over estimate. Meanwhile it results underestimate value if the
major axis arranged horizontally during bending test. A strength ratio is formulated in
this study to reduce this effect. Bamboo is also tapered. This study revealed that the taper

is not significantly affected to the bending test result if the test is conducted in center
point loading configuration, while it is significantly affected to the bending properties
when the test is conducted in third point loading configuration. The formulae for strength
ratio of taper in third point loading bending test is derived in this study.

© Hak cipta milik IPB, tahun 2015

Hak cipta dilindungi
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumber.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya
ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tujuan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

KEANDALAN BAMBU
UNTUK MATERIAL KONSTRUKSI HIJAU

EFFENDI TRI BAHTIAR

Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Rekayasa dan Peningkatan Mutu Hasil Hutan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Penguji Luar Komisi:
Ujian Tertutup: tanggal pelaksanaan 22 Juni 2015
1. Ali Awaludin, ST, MEng, PhD
(Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik, UGM)
2. Dr. Ir. Endar H. Nugrahani, MS
(Departemen Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB)
Ujian Terbuka: tanggal pelaksanaan 3 Agustus 2015
1. Ali Awaludin, ST, MEng, PhD
(Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik, UGM)
2. Dr. Ir. Erizal, MAgr
(Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fateta, IPB)

PRAKATA
Penulis menyampaikan puji syukur kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penulisan karya ilmiah ini dapat
dilaksanakan atas bimbingan dari Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS, Prof. Ir. HM Surjono
Surjokusumo, MSF, PhD, dan Dr. Lina Karlinasari, S.Hut, MScFTrop. Atas segala
bantuan dan bimbingan beliau, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya. Semoga Allah SWT memberikan rahmat dan hidayah-Nya, melimpahkan
rejeki, mengkaruniakan umur panjang dan kesehatan kepada Bapak dan Ibu yang sangat
berjasa tersebut. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada kedua penguji
prakualifikasi yaitu Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr (Guru Besar Fakultas
Kehutanan IPB) dan Dr. Ir. Irzaman (Departemen Fisika, FMIPA IPB) yang telah
memberikan arahan dan masukan yang sangat membangun. Berbagai koreksi, saran, dan
masukan telah penulis terima dari dua penguji luar komisi pada ujian tertutup yaitu Dr.
Ir. Endar H. Nugrahani, MS (Departemen Matematika, FMIPA IPB) dan Ali Awaludin,
ST, MEng, PhD (Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik UGM). Untuk
itu penulis menyampaikan terima kasih yang tak terhingga. Tidak lupa penulis
menyampaikan penghargaan dan terima kasih atas kesediaan Dr. Ir. Erizal, M.Agr
(Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fateta IPB) dan Ali Awaludin, ST, MEng,
PhD (Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik UGM) yang telah bersedia
meluangkan waktu untuk menghadiri sidang terbuka/promosi di tengah-tengah jadwal
beliau yang sangat padat.
Karya ilmiah ini disusun untuk menjawab kebutuhan atas material konstruksi yang
ramah lingkungan. Bambu merupakan material hayati yang terjamin ketersediaannya
karena dapat tumbuh dengan cepat, serta memiliki sifat-sifat mekanis yang memadai
untuk bahan konstruksi. Bambu memiliki kemampuan yang tinggi untuk menyerap CO2
dari udara dan menghasilkan O2 melalui proses fotosintesis. Tegakan bambu
mempengaruhi iklim mikro sehingga lingkungan terbangun di sekitarnya menjadi lebih
nyaman bagi tempat tinggal manusia. Lingkungan yang nyaman dapat menghemat
penggunaan energi karena intensitas penggunaan AC dan dehumidifier dapat dikurangi.
Sebagai bahan konstruksi, bambu harus memiliki tegangan ijin atau kuat acuan yang akan
dipergunakan dalam perencanaan struktur. Nilai tegangan ijin dan kuat acuan bambu
ampel, andong, mayan, tali, dan betung telah dihitung dalam penelitian ini. Sifat-sifat
penampang yaitu luas, momen pertama, centroid, dan momen inersia beberapa bentuk
geometri standar yang mendekati bentuk aktual penampang bambu yaitu cincin lingkaran,
cincin elips, dan cincin oval telah didefinisikan dan diturunkan dalam penelitian ini.
Pengaruh abnormalitas yaitu taper dan eksentrisitas bambu disajikan dalam bentuk
strength ratio sehingga dapat dipergunakan sebagai faktor pereduksi kekuatan bambu
hasil pengujian mekanis di laboratorium.
Penulis telah berusaha mencurahkan sepenuh kemampuan untuk menyelesaikan
karya ilmiah ini. Namun ibarat tak ada gading yang tak retak, penulis menyadari masih
terdapat banyak kekurangan di sana-sini. Berbagai kritik, saran, dan masukan dari
berbagai pihak sangat diharapkan untuk menyempurnakan karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
Effendi Tri Bahtiar

DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pacitan pada tanggal 12 Februari 1976 sebagai anak bungsu
dari tiga bersaudara pasangan Bpk Rukin Hadi Prasetyo (alm) dan Ibu Siti Chotijah.
Penulis menamatkan pendidikan dasar dan menengah di SDN Pacitan 1 pada tahun 1989,
SMPN 1 Pacitan tahun 1993, dan SMAN 1 Pacitan tahun 1995.
Penulis melanjutkan studi di jenjang Sarjana (S1) di Jurusan Teknologi Hasil
Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor dan mendapatkan gelar Sarjana
Kehutanan (S.Hut) pada tahun 2000. Pada tahun 2000 penulis diterima sebagai staf
pengajar di Fakultas Kehutanan IPB dan mendapatkan tugas belajar di jenjang Magister
(S2) di Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan mulai tahun 2005 dan
menyelesaikannya dengan meraih gelar Magister Sains (MSi) pada tahun 2008. Penulis
mendapatkan beasiswa BPPS untuk melanjutkan studi di Program Studi Rekayasa dan
Peningkatan Mutu Hasil Hutan pada Tahun 2010, dan menuliskan karya ilmiah yang
berjudul “Keandalan Bambu untuk Material Konstruksi Hijau”. Sebagian karya ilmiah
ini telah dipublikasikan pada jurnal nasional dan internasional.
Selama masa studi, penulis telah mempublikasikan beberapa manuskrip di jurnal
nasional dan internasional yaitu:
Bahtiar ET, Nugroho N, Karlinasari L, Surjokusumo S. 2014. Human Comfort Period
Inside and Outside Bamboo Stands. Journal of Environmental Science and
Technology, 7 (5): 245-265
Bahtiar ET, Nugroho N, Surjokusumo S, Karlinasari L. 2013. Eccentricity Effect on
Bamboo Flexural Properties. Journal of Biological Sciences, 13(2): 82-87
Bahtiar ET, Nugroho N, Karlinasari L, Surjokusumo S, Darwis A. 2014. Rasio Ikatan
Pembuluh sebagai Substitusi Rasio Modulus Elastisitas pada Analisa Layer
System. Jurnal Teknik Sipil, 21(2):147-162
Bahtiar ET, Nugroho N, Karlinasari L, Surjokusumo S. 2015. Pengaruh Komponen
Kimia dan Ikatan Pembuluh terhadap Kekuatan Tarik Bambu. Jurnal Teknik
Sipil. Accepted.
Bahtiar ET, Nugroho N, Surjokusumo S. 2010. Estimating Young’s Modulus and
Modulus of Rupture of Coconut Logs using Reconstruction Method. Civil
Engineering Dimension, 12(2):65-72.
Bahtiar ET, Arinana, Nugroho N, Nandika D. 2014. Daily Cycle of Air Temperature
and Relative Humidity Effect to Creep Deflection of Wood Component of Lowcost House in Cibeureum – Bogor, West Java, Indonesia. Asian Journal of
Scientific Research, 7 (4): 501-512
Bahtiar ET, Nugroho N, Arinana, Darwis A. 2012. Pendugaan Sisa Umur Pakai Kayu
Komponen Cooling Tower di Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)
Unit II Kamojang. Jurnal Teknik Sipil, 19(2): 103-114
Bahtiar ET, Nugroho N, Carolina A, Maulana AC. 2012. Measuring Carbon Dioxide
Sink of Betung Bamboo (Dendrocallamus asper (Schult f.) Backer ex Heyne) by
Sinusoidal Curves Fitting on Its Daily Photosynthesis Light Response. Journal
of Agricultural Science and Technology, 2012 (2): 780-788
Bahtiar ET, Nugroho N, Massijaya MY, Roliadi H, Nurbaeti RA, Satriawan A. 2011.
Method to Estimate Mechanical Properties of Glulam on Flexure Testing Based
on Its Laminae Characteristics and Position. Indonesian Journal of Physics,
22(2): 57-67

Bahtiar ET, Nugroho N, Nurbaeti RA, Roliadi H. 2011. Method to Calculate the
Average Overal Value of Modulus Elasticity and Modulus of Rupture for Glulam
I-Joist in Bending. Jurnal Matematika & Sains, 16(3): 111-122
Bahtiar ET, Arinana, Kurniawan MA. 2012. Index kondisi bangunan dan pendugaan
sisa masa pakai kayu komponen rumah sederhana di Alam Sinar Sari Bogor.
Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan 07/2012; 5(2):15-22
Bahtiar ET, Darwis A. 2014. Exponential Curve Modification by Linear and
Nonlinear Function to Fit the Fiber Length of Teakwood (Tectona grandis).
Journal of Biological Science, 14 (3): 183-194
Nugroho N, Bahtiar ET. 2013. Bambo Taper Effect of Third Point Loading Bending
Test. International Journal of Engineering and Technology, 5(3): 2379-2384
Nugroho N, Bahtiar ET. 2012. Bamboo Taper Effect on Center Point Bending Test.
Journal of Physical Sciences and Application, 2(9): 386-391
Nugroho N, Bahtiar ET, Azhar A. 2013. Ciri Bilah Bambu dan Buluh Utuh pada
Bambu Tali dan Bambu Ampel. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia, 18(3): 154158
Nugroho N, Bahtiar ET, Nawawi D, Lestari DP. 2013. Variasi Kekuatan Tarik dan
Komponen Kimia Dinding Sel pada Empat Jenis Bambu. Jurnal Ilmu dan
Teknologi Kayu Tropis, 11(2):153-160.
Nugroho N, Bahtiar ET. 2010. Analisis Keragaan Panel Sandwich untuk Rumah
Prapabrikasi. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia, 15(3):158-162.
Wardani L, Bahtiar ET, Sulastiningsih IM, Darwis A, Karlinasari L, Nugroho N.
2011. Kekuatan Tekan dan Rasio Poisson Kayu Pangsor (Ficus callosa WILLD)
dan Kecapi (Sandoricum kucape MERR). Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil
Hutan, 5(1):1-7.
Darwis A, Nurrochmat DR, Massijaya MY, Nugroho N, Alamsyah EM, Bahtiar ET,
Safe’i R. 2014. Vascular bundle distribution Effect on Density and Mechanical
Properties of Oilpalm trunk. Asian Journal of Plant Sciences, 12(5): 208-213.
Cahyono TD, Novriyanti E, Bahtiar ET, Massijaya MY. 2014. Development of
composite beam made from tali and hitam bamboo. Journal of The Indian
Academy of Wood Science, 11 (2): 156-161.
Cahyono TD, Wahyudi I, Priadi T, Febrianto F, Darmawan W, Bahtiar ET, Ohorella
S, Novriyanti E. 2015. The quality of 8 and 10 years old samama wood
(Anthocephalus macrophyllus). Journal of The Indian Academy of Wood Science,
12 (1): 22-28
Selain aktif mempublikasikan karya ilmiah di jurnal nasional dan internasional,
penulis juga aktif sebagai pembicara pada berbagai pertemuan ilmiah. Pertemuan ilmiah
yang diikuti oleh penulis sebagai pembicara selama masa studi antara lain:
1. The 4th Asian Physics Symposium – An International Seminar. Bandung, West Java,
12–13 October 2010. American Institute of Physics (AIP) & Institut Teknologi
Bandung (ITB).
2. Mini Joint Workshop PhD Students. Bogor, West Java, 30 November 2012.
Goetingen University & Bogor Agricultural University.
3. International Symposium of Indonesian Wood Research Society (IWoRS). (every
year, annually).
4. Seminar Nasional Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI). (sekali setiap
tahun).

i

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL .....................................................................................................
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................

v
viii

BAB I.
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG .....................................................................................
TUJUAN PENELITIAN ..................................................................................
MANFAAT PENELITIAN ..............................................................................
HIPOTESIS PENELITIAN .............................................................................
NOVELTIES ....................................................................................................
BATASAN PENELITIAN...............................................................................
KERANGKA PEMIKIRAN ............................................................................

1
5
6
6
7
8
9

BAB II.
KURVA PERTUMBUHAN BAMBU
PENDAHULUAN ...........................................................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
Teknik Pengambilan Data.......................................................................
Analisa Data............................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Hasil ........................................................................................................
Pembahasan ............................................................................................
KESIMPULAN ................................................................................................

14
18
18
19
21
21
26
31

BAB III.

KEMAMPUAN RUMPUN BAMBU DALAM MENYERAP
KARBONDIOKSIDA DARI ATMOSFER
PENDAHULUAN ...........................................................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
Teknik Pengambilan Daun .....................................................................
Pengukuran Kandungan Karbohidrat Daun ............................................
Analisa Data............................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Massa Karbohidrat dalam 15 g Daun .....................................................
Daya Serap CO2 ......................................................................................
Korelasi Daya Serap CO2 dengan Kecepatan Pertumbuhan...................
KESIMPULAN ................................................................................................
KONTRIBUSI TEGAKAN BAMBU PADA KENYAMANAN
LINGKUNGAN TERBANGUN
PENDAHULUAN ...........................................................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
Intensitas Sinar Matahari ........................................................................
Temperatur dan Kelembaban (RH) ........................................................
Indeks Ketidaknyamanan dan Indeks Panas ...........................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Intensitas Sinar Matahari ........................................................................
Temperatur dan Kelembaban (RH) ........................................................
Indeks Ketidaknyamanan dan Indeks Panas ...........................................
KESIMPULAN ................................................................................................

33
35
35
35
36
38
38
42
47
49

BAB IV.

51
53
53
54
55
56
56
60
67
70

ii

BAB V.

RASIO IKATAN PEMBULUH SEBAGAI SUBSTITUSI RASIO
MODULUS ALASTISITAS PADA ANALISA SISTEM LAPISAN
PADA BILAH BAMBU DAN BAMBU LAMINASI
PENDAHULUAN ...........................................................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Distribusi Vascular Bundles ...................................................................
Analisa Sifat Penampang Bilah Bambu ..................................................
Analisa Sifat Penampang Bambu Laminasi Dua Lapis ..........................
Model Nonlinier (Logaritmik dan Power) ..............................................
Efisiensi Teoritis Bambu Laminasi Dua Lapis .......................................
Pengujian Empiris Bambu Laminasi Dua Lapis .....................................
Validasi Teoritis dengan Hasil Empiris ..................................................
KESIMPULAN ................................................................................................
PENGARUH KOMPONEN KIMIA DAN IKATAN PEMBULUH
TERHADAP KEKUATAN TARIK BAMBU
PENDAHULUAN ...........................................................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
Persiapan Bahan......................................................................................
Pengamatan Anatomi Bambu .................................................................
Pengukuran Komponen Kimia Dinding Sel Bambu ...............................
Pengujian Kekuatan Tarik Bambu ..........................................................
Analisa Data............................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Ikatan Pembuluh pada Bambu ................................................................
Komponen Kimia Dinding Sel Bambu ...................................................
Kekuatan Tarik Bilah Bambu .................................................................
Pengaruh Ikatan Pembuluh dan Komponen Kimia Dinding Sel
terhadap Kekuatan Tarik Bilah Bambu ..................................................
KESIMPULAN ................................................................................................

72
73
76
76
78
85
89
90
91
91
92

BAB VI.

94
96
96
96
96
98
98
99
99
101
102
103
106

BAB VII. SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAMBU
PENDAHULUAN ...........................................................................................
METODOLOGI ...............................................................................................
Persiapan Bahan......................................................................................
Pembuatan Contoh Uji Sifat Fisis...........................................................
Pembuatan Contoh Uji Sifat Mekanis ....................................................
Pengujian Sifat Fisika .............................................................................
Pengujian Sifat Mekanis .........................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Sifat Fisika Bambu .................................................................................
Sifat Mekanis Bambu .............................................................................
KESIMPULAN ................................................................................................

108
108
108
109
110
112
113
114
114
121
128

BAB VIII. TEGANGAN IJIN DAN KUAT ACUAN BAMBU
PENDAHULUAN ...........................................................................................
METODOLOGI ...............................................................................................
Data Dasar ............................................................................................
Penentuan Tegangan Ijin (Format ASD) ..............................................

130
133
133
133

iii

Penentuan Kuat Acuan (Format LRFD)...............................................
HASIL ..............................................................................................................
Tegangan-tegangan Ijin Bambu (ASD)................................................
Kuat Acuan Bambu (LRFD) ................................................................
PEMBAHASAN ..............................................................................................
Tegangan Ijin (ASD) ............................................................................
Kuat Acuan (LRFD) .............................................................................
KESIMPULAN ................................................................................................
EVALUASI SIFAT PENAMPANG BULUH BAMBU: LUAS
AREA, MOMEN PERTAMA, CENTROID, DAN MOMEN
INERSIA
PENDAHULUAN ...........................................................................................
LANDASAN TEORI .......................................................................................
Sifat-sifat Penampang ..........................................................................
METODOLOGI ...............................................................................................
Bentuk-bentuk Geometri Standar yang Mendekati Bentuk
Penampang Bambu ...............................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Bentuk Penampang Lingkaran .............................................................
Bentuk Penampang Elips .....................................................................
Bentuk Penampang Oval (Bulat Telur) ................................................
KESIMPULAN ................................................................................................

134
136
136
141
148
149
149
150

BAB XI.

EKSENTRISITAS BAMBU DAN PENGARUHNYA TERHADAP
KEKUATAN LENTUR
PENDAHULUAN ...........................................................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
Survei Eksentrisitas Bambu .................................................................
Penurunan Formula Strength Ratio akibat Eksentrisitas (Ce) ..............
Penentuan Wilayah Strength Ratio akibat Eksentrisitas (Ce) Bambu ..
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Survei Eksentrisitas Bambu .................................................................
Penurunan Formula Strength Ratio akibat Eksentrisitas (Ce) ..............
Wilayah Nilai Strength Ratio akibat Eksentrisitas (Ce) Bambu ...........
KESIMPULAN ................................................................................................

152
153
153
153
153
155
156
158
164
176

BAB X.

PENGARUH TAPER BAMBU PADA PENGUJIAN LENTUR
DENGAN KONFIGURASI BEBAN TERPUSAT DI TENGAH
BENTANG (CENTER POINT LOADING)
PENDAHULUAN ...........................................................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
Pengukuran Taper Bambu ....................................................................
Penurunan Formula Strength Ratio akibat Taper (Ce) pada Uji Lentur
Beban Terpusat di Tengah Bentang .....................................................
Penentuan Wilayah Strength Ratio akibat Taper (Ct) Bambu ..............
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Pengukuran Taper Bambu ....................................................................
Penurunan Formula Strength Ratio akibat Taper (Ct) pada Pengujian
Lentur dengan Konfigurasi Beban Terpusat di Tengah Bentang .........

178
179
179
179
179
180
180
180
182
183

BAB XI.

185
186
186
186
186
186
186
187

iv

Wilayah Nilai Strength Ratio akibat Taper (Ct) Bambu .....................
KESIMPULAN ................................................................................................
BAB XII. PENGARUH TAPER BAMBU PADA PENGUJIAN LENTUR
DENGAN KONFIGURASI BEBAN GANDA DI 1/3 BENTANG
(THIRD POINT LOADING)
PENDAHULUAN ...........................................................................................
BAHAN DAN METODE ................................................................................
Pengukuran Taper Bambu ....................................................................
Penurunan Formula Strength Ratio akibat Taper (Ct) pada Uji Lentur
Beban Ganda di 1/3 Bentang ................................................................
Penentuan Wilayah Strength Ratio akibat Taper (Ct) Bambu ..............
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Pengukuran Taper Bambu ....................................................................
Penurunan Formula Strength Ratio akibat Taper (Ct) pada Pengujian
Lentur dengan Konfigurasi Beban Ganda di 1/3 Bentang ...................
Wilayah Nilai Strength Ratio Akibat Taper (Ct) Bambu .....................
KESIMPULAN ................................................................................................
BAB XIII.

191
192

194
195
195
195
195
195
195
196
199
201

PEMBAHASAN UMUM ....................................................................

202

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

213

v

DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1 Fungsi linier dan nonlinier untuk memodifikasi kurva eksponensial beserta
asimtotnya (Bahtiar dan Darwis 2014) dan titik beloknya...............................
16
2.2 Model regresi untuk memodifikasi kurva eksponensial menjadi kurva
pertumbuhan.....................................................................................................
20
2.3 Nilai parameter model pertumbuhan bambu sesuai dengan Persamaan
22
Ni1  Ni  Ni  f N ti1  ti  ...............................................................................
2.4 Model terpilih untuk pertumbuhan bambu, asimtot (K), dan titik belok (S) ....
22
2.5 Estimasi umur (t0) pada pengukuran pertama masing-masing batang
bambu........................................................................................................... 24
2.6 Ringkasan fase-fase pertumbuhan pada kelima jenis bambu ........................ 29
3.1 Koefisien regresi dan p-value bagi model sinusoidal terbaik yang diperoleh
melalui analisa stepwise regression untuk menduga massa karbohidrat
dalam 15 g daun tiap waktu pemanenan daun .................................................
40
3.2 Massa karbohidrat dan O2 neto yang diproduksi oleh 15 g daun, serta CO2
neto yang diserapnya ........................................................................................
42
3.3 Daya serap CO2 per luas daun ..........................................................................
44
3.4 Daya serap CO2 per helai daun ........................................................................
45
3.5 Daya serap CO2 per batang bambu per jam .....................................................
45
3.6 Daya serap CO2 per batang bambu per tahun ..................................................
46
3.7 Daya serap CO2 per rumpun bambu per tahun.................................................
46
3.8 Daya serap CO2 beberapa jenis pohon dan bambu ..........................................
47
3.9 Kecepatan pertumbuhan batang bambu muda dan daya serap CO2 rumpun
bambu ...............................................................................................................
48
3.10 Nilai koefisien korelasi (%) antara kecepatan pertumbuhan dengan daya
serap CO2 .......................................................................................................
48
4.1 Klasifikasi indeks ketidaknyamanan Thom .....................................................
55
4.2 Klasifikasi indeks panas US NOAA (2014).....................................................
56
4.3 Panjang hari, waktu matahari terbit dan terbenam di Bogor selama periode
penelitian ..........................................................................................................
57
4.4 Model analisis regresi untuk mengepas intensitas sinar matahari di ruang
terbuka dan di bawah tegakan bambu ..............................................................
58
4.5 Klasifikasi Fagerhult (2004) untuk luminance.................................................
59
4.6 Estimasi terbaik untuk temperatur di bawah tegakan bambu (i) dan di ruang
terbuka (o) ........................................................................................................
62
4.7 Estimasi terbaik untuk kelembaban (RH) di bawah tegakan bambu (i) dan di
ruang terbuka (o) ..............................................................................................
62
4.8 Pengukuran indeks ketidaknyamanan Thom di ruang terbuka dan di bawah
tegakan bambu .................................................................................................
67
4.9 Pengukuran level resiko thermal perlindungan untuk pekerja pada indeks
panas tertentu berdasarkan petunjuk praktis OSHA (2014) .............................
69
4.10 Pengukuran indeks panas di ruang terbuka dan di bawah tegakan bambu ......
69
5.1 Fungsi regresi linier, logaritmik, dan power untuk mengepas kerapatan
ikatan vaskular pada berbagai kedalaman ........................................................
80
5.2 Sifat-sifat penampang bambu tali dan andong dengan model transformasi
linier .................................................................................................................
81

vi

5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
7.1
7.2
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
8.10
8.11
8.12
8.13
8.14
8.15
8.16
8.17
8.18
8.19
9.1
9.2
9.3

Sifat-sifat penampang bambu tali dan andong dengan model transformasi
logaritmik .........................................................................................................
Sifat-sifat penampang bambu tali dan andong dengan model transformasi
power ................................................................................................................
Ringkasan sifat-sifat penampang tertansformasi linier bambu dan
efisiensinya .......................................................................................................
Ringkasan sifat-sifat penampang tertansformasi nonlinier bambu dan
efisiensinya .......................................................................................................
Hasil uji t-student data berpasangan untuk validasi empiris hasil teoritis
dibandingkan data empiris ...............................................................................
Uji Tukey menunjukkan perbedaan kuat tarik bambu di bagian ruas dan
buku ..................................................................................................................
Uji Tukey menunjukkan perbedaan kuat tarik lima jenis bambu ....................
Uji Tukey menunjukkan perbedaan kuat tarik lima jenis bambu pada buku
dan ruas (interaksi jenis dengan buku/ruas) .....................................................
Korelasi antara variabel bebas dengan kekuatan tarik bilah bambu ................
Ringkasan seleksi variabel dalam best subset regression ................................
Statistik koefisien regresi dari model terbaik ...................................................
Skema pembuatan contoh uji ...........................................................................
Perbandingan kekuatan tarik bambu dengan beberapa material lain ...............
Faktor penyesuaian (AF) untuk mereduksi statistik hasil pengujian mekanis
menjadi tegangan ijin (ASTM D2915-03) .......................................................
Nilai faktor tahanan (s) untuk format LRFD menurut ASTM D5457-04 ......
Nilai-nilai parameter distribusi normal untuk MOE dan MOR .......................
Nilai karakteristik dan tegangan ijin untuk MOE dan MOR bambu ...............
Nilai-nilai parameter distribusi normal, kekuatan karakteristik, dan tegangan
ijin untuk kekuatan tekan sejajar serat bambu .................................................
Nilai-nilai parameter distribusi normal, kekuatan karakteristik, dan tegangan
ijin untuk kekuatan tarik sejajar serat bambu ...................................................
Nilai-nilai parameter distribusi normal, kekuatan karakteristik, dan tegangan
ijin untuk kekuatan geser sejajar serat bambu..................................................
Nilai-nilai parameter distribusi Weibull untuk MOE dan MOR ......................
Nilai kuat acuan untuk MOE dan MOR bambu ...............................................
Nilai-nilai parameter distribusi Weibull untuk kekuatan tekan sejajar serat ...
Nilai kuat acuan untuk kekuatan tekan sejajar serat ........................................
Nilai-nilai parameter distribusi Weibull untuk kekuatan tarik sejajar serat .....
Nilai kuat acuan untuk kekuatan tarik sejajar serat ..........................................
Nilai-nilai parameter distribusi Weibull untuk kekuatan geser sejajar serat....
Nilai kuat acuan untuk kekuatan geser sejajar serat.........................................
Nilai-nilai parameter distribusi normal, kekuatan karakteristik, dan tegangan
ijin bambu betung.............................................................................................
Nilai-nilai parameter distribusi Weibull dan kuat acuan bambu betung ..........
Nilai-nilai tegangan ijin bambu ampel, andong, mayan, tali, dan betung ........
Nilai-nilai kuat acuan bambu ampel, andong, mayan, tali, dan betung ..........
Sifat-sifat penampang beberapa bentuk geometri standar (Gere dan
Timoshenko 1996) ...........................................................................................
Sifat-sifat penampang bambu yang didekati sebagai cincin lingkaran ............
Nilai sifat-sifat penampang bambu yang didekati dengan bentuk cincin elips

83
85
88
90
91
103
103
104
104
105
105
110
122
135
135
136
136
138
140
140
141
143
143
143
144
144
145
146
148
148
150
150
154
158
164

vii

9.4
9.5
9.6

9.7
9.8
9.9
9.10
9.11
9.12
10.1
10.2
10.3
11.1
12.1
12.2
13.1
13.2
13.3

Luas penampang bambu yang didekati dengan bentuk oval ............................
Momen pertama setengah penampang bambu terhadap sumbu x (Qx) yang
didekati dengan bentuk setengah oval..............................................................
Garis bantu (x’) yang dibuat untuk menghitung momen pertama setengah
penampang bambu terhadap sumbu y (Qy) yang didekati dengan bentuk
setengah oval ....................................................................................................
Momen pertama penampang (Qy) terhadap garis bantu (x’) ............................
Jarak centroid x  bidang setengah oval dari garis bantu (x’) ..........................
Jarak centroid x  bidang oval dari sumbu y ....................................................
Momen inersia penampang bambu terhadap sumbu x (Ix) yang didekati
dengan bentuk oval ..........................................................................................
Momen inersia penampang bambu terhadap sumbu y (Iy) yang didekati
dengan bentuk oval ..........................................................................................
Momen inersia penampang bambu terhadap y yang melalui centroid I yc 
yang didekati dengan bentuk cincin oval .........................................................
Ringkasan dimensi 162 batang bambu tali yang diukur di lima lapak penjual
bambu di Bogor ................................................................................................
Eksentrisitas empat jenis batang bambu yang dipanen dari Arboretum
Bambu IPB .......................................................................................................
Wilayah strength ratio akibat eksentrisitas (Ce) untuk 4 spesies bambu .........
Taper batang bambu ....................