< Previous 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 393 dari penulangan kolom. Elemen-elemen pembatas mungkin dapat diletakan pada akhir atau sudut bidang dinding untuk meningkatkan ketahanan momen-nya, seperti pada Gambar 7.33. Struktur dinding beton berlaku untuk dinding yang menahan beban aksial, dengan atau tanpa lentur. Dinding harus direncanakan terhadap beban eksentris dan setiap beban lateral atau beban lain yang bekerja padanya. Panjang horizontal dinding yang dapat dianggap efektif untuk setiap beban terpusat tidak boleh melebihi jarak pusat ke pusat antar beban, ataupun melebihi lebar daerah pembebanan ditambah 4 kali tebal dinding. Dinding harus diangkurkan pada komponen-komponen struktur yang berpotongan dengannya misalnya lantai dan atap, atau pada kolom, pilaster, sirip penyangga, dan dinding lain yang bersilangan, dan pada fondasi telapak. Rasio minimum untuk luas tulangan vertikal terhadap luas bruto beton haruslah: − 0,0012 untuk batang ulir yang tidak lebih besar daripada D16 dengan tegangan leleh yang disyaratkan tidak kurang daripada 400 MPa, atau − 0,0015 untuk batang ulir lainnya, atau − 0,0012 untuk jaring kawat baja las (polos atau ulir) yang tidak lebih besar daripada P16 atau D16. Rasio minimum untuk luas tulangan horizontal terhadap luas bruto beton haruslah: − 0,0020 untuk batang ulir yang tidak lebih besar daripada D16 dengan tegangan leleh yang disyaratkan tidak kurang daripada 400 MPa, atau − 0,0025 untuk batang ulir lainnya, atau − 0,0020 untuk jaring kawat baja las (polos atau ulir) yang tidak lebih besar daripada P16 atau D16. Pada dinding dengan ketebalan lebih besar daripada 250 mm, kecuali dinding ruang bawah tanah, harus dipasang dua lapis tulangan di masing-masing arah yang sejajar dengan bidang muka dinding dengan pengaturan sebagai berikut: − Satu lapis tulangan, yang terdiri dari tidak kurang daripada setengah dan tidak lebih daripada dua pertiga jumlah total tulangan yang dibutuhkan pada masing-masing arah, harus ditempatkan pada bidang yang berjarak tidak kurang daripada 50 mm dan tidak lebih daripada sepertiga ketebalan dinding dari permukaan luar dinding. − Lapisan lainnya, yang terdiri dari sisa tulangan dalam arah tersebut di atas, harus ditempatkan pada bidang yang berjarak tidak kurang dari 20 mm dan tidak lebih dari sepertiga tebal dinding dari permukaan dalam dinding. 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 394 Jarak antara tulangan-tulangan vertikal dan antara tulangan-tulangan horizontal tidak boleh lebih besar daripada tiga kali ketebalan dinding dan tidak pula lebih besar daripada 500 mm. Tulangan vertikal tidak perlu diberi tulangan pengikat lateral bila luas tulangan vertikal tidak lebih besar daripada 0,01 kali luas bruto penampang beton, atau bila tulangan vertikal tidak dibutuhkan sebagai tulangan tekan. Di samping adanya ketentuan mengenai tulangan minimum, di sekeliling semua bukaan jendela dan pintu harus dipasang minimal dua tulangan D16. Batang tulangan ini harus lebih panjang dari sisi-sisi bukaan. Terhadap sudut-sudut bukaan, batang tulangan harus diperpanjang sejauh jarak yang diperlukan untuk mengembangkan kemampuannya tetapi tidak kurang dari 600 mm. Pertanyaan pemahaman: 10. Apakah kelebihan dan kekurangan bahan beton sebagai material struktur bangunan? 11. Sebutkan beberapa sifat dan karakteristik bahan beton? 12. Uraikan material penyusun beton bertulang? 13. Sebutkan dan jelaskan beberapa sistem konstruksi beton untuk struktur bangunan? 14. Sebutkan syarat-syarat untuk penampang balok atau plat beton bertulang? 15. Sebutkan syarat-syarat penulangan beton bertulang? 16. Sebutkan syarat-syarat kekuatan beton bertulang 17. Jelaskan prosedur untuk menghitung struktur untuk konstruksi balok, plat, dan kolom beton? Tugas pendalaman: Cari sebuah contoh bangunan dengan struktur kolom dan balok beton dengan plat di atasnya. Buat rancangan sederhana sebuah satuan unit struktur dengan komponen kolom, balok dan plat berdasarkan kasus bangunan tersebut. Lakukan perhitungan pengecekan untuk balok, kolom dan plat beton tersebut. 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 395 8. TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN DENGAN KONSTRUKSI KAYU 8.1. Sifat Kayu sebagai Material Konstruksi Kayu merupakan bahan produk alam, hutan. Kayu merupakan bahan bangunan yang banyak disukai orang atas pertimbangan tampilan maupun kekuatan. Dari aspek kekuatan, kayu cukup kuat dan kaku walaupun bahan kayu tidak sepadat bahan baja atau beton. Kayu mudah dikerjakan – disambung dengan alat relatif sederhana. Bahan kayu merupakan bahan yang dapat didaur ulang. Karena dari bahan alami, kayu merupakan bahan bangunan ramah lingkungan. Karena berasal dari alam kita tak dapat mengontrol kualitas bahan kayu. Sering kita jumpai cacat produk kayu gergajian baik yang disebabkan proses tumbuh maupun kesalahan akibat olah dari produk kayu. Dibanding dengan bahan beton dan baja, kayu memiliki kekurangan terkait dengan ketahanan-keawetan. Kayu dapat membusuk karena jamur dan kandungan air yang berlebihan, lapuk karena serangan hama dan kayu lebih mudah terbakar jika tersulut api. Kayu merupakan bahan yang dapat menyerap air disekitarnya (hygroscopic), dan dapat mengembang dan menyusut sesuai kandungan air tersebut. Karenanya, kadar air kayu merupakan salah satu syarat kualitas produk kayu gergajian. Jika dimaksudkan menerima beban, kayu memiliki karakter kekuatan yang berbeda dari bahan baja maupun beton terkait dengan arah beban dan pengaruh kimiawi. Karena struktur serat kayu memiliki nilai kekuatan yang berbeda saat menerima beban. Kayu memiliki kekuatan lebih besar saat menerima gaya sejajar dengan serat kayu dan lemah saat menerima beban tegak lurus arah serat kayu. Ilustrasi kekuatan serat kayu dalam menerima beban dapat ditunjukkan pada Gambar 8.1. Gambar 8.1. Kekuatan serat kayu dalam menerima beban Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 396 8.1.1. Penebangan, Penggergajian dan Pengawetan Produksi kayu gergajian (lumber), batang kayu segi empat panjang (balok) yang dipakai untuk konstruksi dimulai dari penebangan pohon di hutan alam dan hutan tanaman industri. Kayu gelondongan (log) hasil tebang diangkut ke pabrik penggergajian. Untuk menghasilkan produk kayu gergajian yang baik dan efisien terdapat teknologi penggergajian yang harus diketahui dalam kaitannya dengan penyusutan kayu saat pengeringan. Terdapat 3 metoda penggergajian, lurus (plain sawing), perempat bagian(quarter sawing) dan penggergajian tipikal (typical sawing). Gambar 8.2. Metoda penggergajian kayu dan profil serat yang dihasilkan Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Sesuai proses pertumbuhan kayu, kayu bagian dalam merupakan kayu yang lebih dulu terbentuk dari kayu bagian luar. Karenanya kayu bagian dalam mengalami susut lebih kecil dari kayu luar. Tanpa memperhitungkan susut tersebut, hasil gergajian akan menghasilkan bentuk kurang berkualitas. 8.1.2. Pengeringan Kayu Kayu baru tebang memiliki kadar air yang tinggi, 200%-300%. Setelah ditebang kandungan air tersebut berangsur berkurang karena menguap. Mulanya air bebas atau air di luar serat (free water) yang menguap. Penguapan ini masih menyisakan 25%-35% kandungan air. Selanjutnya penguapan air dalam serat (bound water). Kayu dapat di keringkan melalui udara alam bebas selama beberapa bulan atau dengan menggunakan dapur pengering (kiln) 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 397 Kayu dapat dikeringkan ke kadar sesuai permintaan. Kadar air kayu untuk kuda-kuda biasanya harus kurang dari atau sama dengan 19 persen. Kadang diminta kadar air kayu hingga 15% (MC 15). Namun karena kayu bersifat higroskopis, pengaruh kelembaban udara sekitar kayu akan mempengaruhi kadar air kayu yang akan mempengaruhi kembang susut kayu dan kekuatannya. Gambar 8.3: Tampang melintang kayu dan arah penyusutan kayu Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Gambar 8.4. Penyusunan kayu saat proses pengeringan Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 8.1.3. Pengawetan Kayu Proses ideal olah produk kayu selanjutnya adalah pengawetan. Pengawetan dapat dilakukan dengan cara merendam atau mencuci dengan maksud membersihkan zat makanan dalam kayu agar tidak diserang hama. Sedangkan cara lain adalah dengan pemberian bahan kimia melalui perendaman dan cara coating atau pengecatan. 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 398 8.1.4. Cacat Kayu Pada sebuah batang kayu, terdapat ketidak teraturan struktur serat yang disebabkan karakter tumbuh kayu atau kesalahan proses produksi. Ketidak teraturan atau cacat yang umum adalah mata kayu, yang merupakan sambungan cabang pada batang utama kayu. Mata kayu ini kadang berbentuk lubang karena cabang tersambung busuk atau lapuk atau diserang hama atau serangga. Cacat ini sudah tentu mengurangi kekuatan kayu dalam menerima beban konstruksi. Gambar 8.5. Cacat kayu: (a) mata kayu; (b) lapuk; (c) wane / tepian batang bulat; dan (d) retak Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Cacat akibat proses produksi umumnya disebabkan oleh kesalahan penggergajian dan proses pengeringan penyusutan. Cacat ini dapat berupa retak, crooking, bowing, twisting (baling), cupping dan wane (tepian batang bulat) karena penggergajian yang terlalu dekat dengan lingkaran luar kayu. Gambar 8.6. Cacat produk kayu gergajian yang sering terjadi Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 (a) (c) (d) (b) 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 399 8.2. Penggolongan Produk Kayu di Pasaran Saat ini produk kayu sangat beragam. Produk kayu solid/asli umumnya berupa kayu gergajian baik berupa balok maupun papan. Sedangkan produk kayu buatan dapat merupa vinir (veneer), papan lapis, triplek/plywood/multiplek dan bahkan kayu laminasi (glue laminated timber). 8.2.1. Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia Secara singkat peraturan ini dimaksukan untuk memberikan acuan baku terkait dengan aturan umum, aturan pemeriksaan dan mutu, aturan perhitungan, sambungan dan alat sambung konstruksi kayu hingga tahap pendirian bangunan dan persyaratannya. Pada buku tersebut juga telah dicantumkan jenis dan nama kayu Indonesia, indeks sifat kayu dan klasifikasinya, kekuatan dan keawetannya. 8.2.2. Klasifikasi Produk Kayu Penggolongan kayu dapat ditinjau dari aspek fisik, mekanik dan keawetan. Secara fisik terdapat klasifikasi kayu lunak dan kayu keras. Kayu keras biasanya memiliki berat satuan (berat jenis) lebih tinggi dari kayu lunak. Klasifikasi fisik lain adalah terkait dengan kelurusan dan mutu muka kayu. Terdapat mutu kayu di perdagangan A, B dan C yang merupakan penggolongan kayu secara visual terkait dengan kualitas muka (cacat atau tidak) arah-pola serat dan kelurusan batang. Kadang klasifikasi ini menerangkan kadar air dari produk kayu. Kayu mutu A − Kering udara < 15 % − Besar mata kayu maksimum 1/6 lebar kecil tampang / 3,5 cm − Tak boleh mengandung kayu gubal lebih dari 1/10 tinggi balok − Miring arah serat maksimum adalah 1/7 − Retak arah radial maksimum 1/3 tebal dan arah lingkaran tumbuh 1/4 tebal kayu Kayu mutu B − Kering udara 15%-30% − Besar mata kayu maksimum 1/4 lebar kecil tampang / 5 cm − Tak boleh mengandung kayu gubal lebih dari 1/10 tinggi balok − Miring arah serat maksimum adalah 1/10 − Retak arah radial maksimum ¼ tebal dan arah lingkaran tumbuh 1/5 tebal kayu Konsekuensi dari kelas visual B harus memperhitungkan reduksi kekuatan dari mutu A dengan faktor pengali sebesar 0.75 (PKKI, 1961, pasal 5). 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 400 8.2.3. Kelas Kuat Kayu Sebagaimana di kemukakan pada sifat umum kayu, kayu akan lebih kuat jika menerima beban sejajar dengan arah serat dari pada menerima beban tegak lurus serat. Ini karena struktur serat kayu yang berlubang. Semakin rapat serat, kayu umumnya memiliki kekuatan yang lebih dari kayu dengan serat tidak rapat. Kerapatan ini umumnya ditandai dengan berat kayu persatuan volume / berat jenis kayu. Ilustrasi arah kekuatan kayu dapat ditunjukkan pada Gambar 8.7. dan Gambar 8.8. Gambar 8.7. Arah serat dan kekuatan kayu terhadap tekan dan tarik Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Gambar 8.8. Arah serat dan kekuatan kayu terhadap lentur dan geser Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Angka kekuatan kayu dinyatakan dapan besaran tegangan, gaya yang dapat diterima per satuan luas. Terhadap arah serat, terdapat kekuatan kayu sejajar (//) serat dan kekuatan kayu tegak lurus (⊥) serat yang masing- masing memilki besaran yang berbeda. Terdapat pula dua macam besaran tegangan kayu, tegangan absolute / uji lab dan tegangan ijin untuk perancangan konstruksi. Tegangan ijin tersebut telah memperhitungkan angka keamanan sebesar 5-10. Dalam buku Peraturan 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 401 Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI-NI-5) tahun 1961, kayu di Indonesia diklasifikasikan ke dalam klas kuat I (yang paling kuat), II, III, IV (paling lemah). Tabel 8.1, menunjukkan kelas berat jenis kayu dan besaran kuat kayu. Tabel 8.1. Kelas Kuat Kayu Sumber: PKKI, 1979 Tekan-Tarik // Serat Kg/cm2 Tarik l Serat Kg/cm2 Kuat Lentur Kg/cm2 Kelas Kuat Berat Jenis Absolut Ijin Absolut Ijin Absolut Ijin I > 0.900 > 650 130 20 > 1100 150 II 0.60-0.90 425-650 85 12 725-1100 100 III 0.40-0.60 300-425 60 8 500-725 75 IV 0.30-0.40 215-300 45 5 360-500 50 V < 0.300 < 215 - - < 360 - 8.2.4. Kelas Awet Berdasarkan pemakaian, kondisinya dan perlakuannya, kayu dibedakan atas kelas awet I (yang paling awet) – V (yang paling tidak awet). Kondisi kayu dimaksud adalah lingkungan/tempat kayu digunakan sebagai batang struktur. Sedangkan perlakuan meliputi pelapisan/tindakan lain agar kayu terhindar/terlindungi dari kadar air dan ancaman serangga. Tabel kelas awet dan kondisinya dapat dikemukakan dalam Tabel 8.2. Tabel 8.2. Kelas Awet Kayu Sumber: PKKI, 1979 Kelas Awet / Umur Konstruksi Kondisi konstruksi I II III IV V 1. Berhubungan dengan tanah lembab 8 5 3 Pendek Pendek 2. Terbuka namun terlindung dari matahari dan hujan 20 15 10 Pendek Pendek 3. Terlindung dari udara bebas tapi tak di coating Tak terbatas Tak terbatas Cukup lama Pendek Pendek 4. Terlindung dari udara bebas dan dipelihara/dicoating Tak terbatas Tak terbatas Tak terbatas 20 tahun 20 tahun 5. Diserang hama/rayap Tidak Jarang Agak Cepat Cepat Cepat 8.3. Sistem Struktur dan Sambungan dalam Konstruksi Kayu Hampir semua sistem struktur yang menggunakan kayu sebagai material dasar dapat dikelompokkan ke dalam elemen linear yang membentang dua arah. Susunan hirarki sistem struktur ini adalah khusus. 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 402 Pada Gambar 8.9 diperlihatkan contoh berbagai jenis sistem konstruksi kayu yang umum digunakan. Gambar 8.9. Sistem konstruksi untuk struktur kayu Sumber: Schodek, 1999 RANGKA RINGAN. Sistem struktur joists ringan pada Gambar 8.9(a) adalah konstruksi kayu yang paling banyak digunakan pada saat ini. Sistem joists lantai Next >