PEMANFAATAN BULUH BAMBU TALI SEBAGAI KOMPONEN PADA KONSTRUKSI RANGKA BATANG RUANG
GINA BACHTIAR
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi “Pemanfaatan Buluh Bambu Tali sebagai Komponen pada Konstruksi Rangka Batang Ruang” adalah karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi. Bogor, Agustus 2008
Gina Bachtiar NIM E061020111
ii
ABSTRACT GINA BACHTIAR. Utilization of Bamboo as Space Truss Elements. Under the supervision of SURJONO SURJOKUSUMO, YUSUF SUDO HADI and NARESWORO NUGROHO. Using traditional technology, bamboo has been used as building material in rural area since many years ago. Research has notified that it has high strength in tensile but low in shear. The shape of bamboo that is like a pipe with an uninformed diameter gave many problems when use in construction, especially in design of connections. In construction, there are many kinds of structure can be conducted. One of them is truss structure. Truss is a frame, which consists of members that take only tensile and compression force without bending moment. The main objective of this research was to give information how to use bamboo for space truss elements technically. To meet the objective, five phase of research were conducted, those were research on basic properties on bamboo, buckling properties, connection design, evaluation on the strength of elements and designing several simple space trusses for roof truss. All of the research used bamboo tali, which diameters of about 4 cm and 6 cm Indonesian species of bamboo known as Bambu tali (Gigantochloa apus Kurz) grown in Depok, Bogor, was used in this experiment. It has usually been used as building material for many years. Research on basic properties of bamboo performed according to ISO 22157-2004. Space truss design was conducted according to SNI 03-1727-1989 with regards to load design method. Research on mechanical properties showed that its tensile strength is 60 MPa, compression strength is 12,7 MPa, shear strength is 2,5 MPa and E = 8.300 MPa. Bamboo performance on buckling shown that relations between critical strength and slenderness ratio could be formulated as y = -7,9.Ln (x) + 60, where y = critical strength and x = slenderness ratio. Connection designed using a taper rounded wooden plug attached to the inner part of bamboo and a tapered steel ring was used at the outside of the bamboo culm. The advantages is that it avoid crack on bamboo wall as no hole was made. Employing two steel rings on every joint showed that those rings could transfer tension as well as compression forces. Analytical and empirical evaluation on elements shown that one meter bamboo elements using designed connections can resist force up to 924 kg in compression and 3.925 kg in tensile for 6 cm diameter bamboo. Whereas on samples made of 4 cm diameter bamboo, the experiment showed resistance force of 1.284 kg in tensile and 2.776 kg in compression. Structural analysis using a program with finite element methods, showed that 4 cm bamboo could be used as elements for 4m x 4m space truss using one metre of length elements. As for elements of 1,25 m length a 3,75 m x 5 m space truss could be used. For special cantilever truss, the used of 4 cm diameter bamboo must be varied by using 6 cm diameter bamboo for elements that resist larger compression force.
iii
RINGKASAN GINA BACHTIAR. Pemanfaatan Buluh Bambu Tali sebagai Komponen pada Konstruksi Rangka Batang Ruang. Di bawah bimbingan SURJONO SURJOKUSUMO, YUSUF SUDO HADI dan NARESWORO NUGROHO. Salah satu bentuk konstruksi yang banyak digunakan sebagai konstruksi rangka atap adalah konstruksi rangka batang (truss) yang kemudian berkembang menjadi konstruksi rangka batang ruang (space truss). Dengan kelurusan bambu yang terbatas, buluh bambu sesuai untuk digunakan pada konstruksi rangka batang ruang, karena konstruksi ini tersusun dari komponen-komponen yang relatif pendek. Pada konstruksi ini, komponen-komponen batang dihubungkan secara sendi, sehingga beban yang bekerja pada batang hanya gaya aksial tekan dan tarik. Bambu diketahui mempunyai kuat tarik yang tinggi dengan kuat geser serta kuat belah yang rendah, sehingga dari sudut mekanika bahan cocok untuk dimanfaatkan pada konstruksi rangka batang. Bentuk bambu yang berupa tabung agak tirus (tappered) dengan diameter yang beragam, selama ini dianggap sebagai hambatan dalam pemanfaatannya di bidang konstruksi. Selain itu adanya buku dengan jarak yang tidak seragam menjadi kendala dalam membuat sambungan, khususnya sambungan yang dapat dianalisa secara mekanika. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari secara teknis pemanfaatan bambu tali sebagai komponen rangka batang ruang. Untuk mencapai tujuan tersebut, maka dilakukan lima tahap penelitian, yaitu : (1) penelitian sifat dasar, (2) analisa perilaku tekuk bambu tali, (3) perancangan sambungan buluh bambu, (4) evaluasi kekuatan komponen dan (5) perancangan model-model rangka atap sederhana. Penelitian dibatasi pada penggunaan bambu tali (Gigantochloa apus Kurz) yang berdiameter sekitar 4 cm dan sekitar 6 cm. Bahan bambu yang digunakan dalam penelitian ini berumur 3 – 5 tahun yang tumbuh di daerah Depok, Bogor, dan banyak diperjualbelikan serta digunakan sebagai bahan bangunan. Pada penelitian hanya digunakan bambu bagian pangkal dan tengah mengingat bahwa bentuk bambu tali yang cenderung melengkung pada bagian ujungnya. Penelitian sifat dasar bambu dilakukan dengan lima ulangan dan mengacu pada ISO 22157-2004, tentang tata cara pengujian sifat fisik dan mekanik bambu tali. Khusus untuk penelitian terhadap kuat geser bambu, pengujian dengan penyesuaian terhadap tata cara pengujian kayu. Pada penelitian sifat dasar didapatkan hasil kerapatan bambu (ρ) sebesar 0,71 g/cm3, kuat tarik 57,8 MPa, kuat tekan 12,7 MPa, kuat geser 2,5 MPa dan modulus elastis (E) sebesar 8.300 MPa. Nilai-nilai ini selanjutnya digunakan dalam perhitungan analisa struktur. Pada batang tekan, perhitungan kekuatannya tidak hanya tergantung pada luas penampang dan kuat tekannya saja, tetapi juga tergantung pada bentuk penampang dan panjang batang yang biasa dinyatakan dalam angka kelangsingan. Angka kelangsingan (λ) adalah hasil bagi jari-jari inersia (r) dengan panjang tekuk. Penelitian terhadap perilaku tekuk bambu tali dilakukan dengan menggunakan sekitar 100 (seratus) sampel yang terdiri dari bambu tali berdiamter sekitar 4 cm dan sekitar 6 cm dengan panjang contoh uji 50 cm, 70 cm dan 90 cm. Pembuatan sampel dilakukan dengan memperhatikan keberadaan buku. Pada sebagian sampel dibuat dengan buku pada bagian tengah panjang batang dan sebagian lain dibuat dengan ruas pada bagian tengah sampel. Berdasarkan penelitian empiris terhadap tegangan kritis dan digabungkan dengan hasil pengujian tekan, maka diperoleh hubungan antara nilai tegangan kritis terhadap angka kelangsingan yang berupa fungsi: y = -7,9 . Ln (x) + 60, dimana y = tegangan kritis (MPa) dan x = angka kelangsingan. iv
Perancangan diarahkan untuk menghasilkan sambungan buluh bambu yang dapat menerima gaya tarik dan gaya tekan yang kekuatannya dapat dianalisa. Sambungan yang direncanakan dibuat dengan menggunakan pasak kayu dan baut yang direkatkan pada bagian dalam buluh bambu, sehingga dapat menghindari timbulnya perlemahan akibat pembuatan lubang pada dinding bambu. Penggunaan dua buah ring pada sambungan terbukti dapat meratakan beban, baik pada beban tarik, maupun tekan. Selain itu digunakan juga klem besi pada bagian luar bambu yang berfungsi untuk membuat agar bagian ujung sambungan mengerucut serta untuk menghindari terjadinya belah. Kekuatan sambungan yang dirancang dapat dianalisa secara mekanika sederhana. Selanjutnya, dimensi sambungan dapat dirancang sesuai dengan besarnya beban yang bekerja. Evaluasi terhadap komponen dilakukan secara analitik dan empirik. Perhitungan kekuatan secara analitik dilakukan untuk komponen berdiameter sekitar 4 cm dan sekitar 6 cm untuk panjang komponen 100 cm dan 125 cm. Penelitian empirik dilakukan terhadap komponen berdiameter sekitar 4 cm dengan panjang bidang geser 5 cm. Hasil perhitungan analitis terhadap komponen rangka batang sepanjang 100 cm dengan sambungan yang dirancang dapat menerima beban tekan 922 kg dan tarik 3.925 kg untuk bambu berdiameter sekitar 6 cm. Pada bambu berdiameter sekitar 4 cm, beban yang dapat diterima 501 kg untuk tekan dan 2.355 kg untuk tarik. Perhitungan analitis terhadap sampel mendapatkan nilai kuat tekan 581 kg dan kuat tarik 1.177 kg, sementara hasil penelitian empiris untuk sampel memperoleh nilai rata-rata kuat tekan 2.776 kg dan kuat tarik 1.284 kg. Pada pengujian terhadap kuat tarik sampel kerusakan sampel terjadi pada dinding bambu sebelah dalam. Hal ini menunjukkan bahwa faktor terlemah dalam menerima beban tarik sesuai dengan analisa terletak pada kuat geser bambu yang kecil. Perencanaan struktur rangka batang ruang untuk rangka atap sederhana mengacu pada SNI 03-1727-1989 tentang tata cara perencanaan pembebanan. Hasil analisa struktur dengan progam berdasarkan metode elemen hingga, menunjukkan bambu berdiameter 4 cm dapat dimanfaatkan sebagai komponen rangka batang ruang dengan 4 tumpuan berukuran 4 m x 4 m untuk panjang komponen 1 m, sedangkan komponen dengan panjang 1,25 m, bambu berdiameter 4 cm dapat dimanfaatkan untuk konstruksi rangka batang ruang berukuran 3,75 m x 5 m. Defleksi yang terjadi pada struktur juga cukup kecil dengan nilai terbesar 2,26.10-4 m pada arah sumbu x yang terjadi pada rangka atap berukuran 3,75 m x 5 m, dengan panjang komponen 1,25 m. Penggunaan bambu berdiamater 6 cm pada struktur tersebut akan mengakibatkan gaya yang timbul bertambah sekitar 2 %, tetapi menambah kekakuan struktur sehingga defleksi yang timbul menjadi bertambah kecil. Pada struktur rangka batang ruang berukuran 3 m x 4 m dengan tumpuan pada satu bidang, penggunaan bambu tali berdiameter 4 cm harus divariasikan dengan menggunakan bambu berdiameter 6 cm pada batang-batang yang menerima gaya batang tekan yang besar.
v
© Hak cipta milik IPB, tahun 2008 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan 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 seizin IPB.
vi
PEMANFAATAN BULUH BAMBU TALI SEBAGAI KOMPONEN PADA KONSTRUKSI RANGKA BATANG RUANG
GINA BACHTIAR
Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
vii
Judul Disertasi
: Pemanfaatan Buluh Bambu Tali sebagai Komponen pada Konstruksi Rangka Batang Ruang
Nama
: Gina Bachtiar
NIM
: E061020111 Disetujui : Komisi Pembimbing
Prof. Ir. H.M. Surjono Surjokusumo, MSF, PhD Ketua
Prof.Dr.Ir.Yusuf Sudo Hadi, M.Agr. Anggota
Dr.Ir. Naresworo Nugroho, MS Anggota
Diketahui ; Ketua Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Prof.Dr.Ir. Imam Wahyudi, M.S.
Tanggal Ujian : 14 Agustus 2008
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof.Dr.Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Lulus : ...................... viii
PRAKATA Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan YME atas segala berkat, rahmat dan keruniaNya, sehingga penulisan disertasi dengan judul ” Pemanfaatan Buluh Bambu Tali sebagai Komponen pada Konstruksi Rangka Batang Ruang ” ini dapat terselesaikan. Terima kasih yang mendalam dan penghargaan yang tinggi penulis haturkan kepada komisi pembimbing Prof. Ir. H.M. Surjono Surjokusumo, MSF, PhD., Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr, dan memberikan pengarahan dan
Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS yang banyak
masukan serta dorongan selama proses studi hingga
selesainya penulisan disertasi ini. Penghargaan dan ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Ir. Muhar Husin, Dipl. SE., Ir. Billy Malianggara, Prof. Ir. Bambang Suryoatmono, PhD., Ir. Iswandi Imran, MASc, PhD. dan Dr. Titik Penta A, MT. yang bersedia meluangkan waktu untuk memberikan masukan dan saran. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada para staf pengajar di program studi IPK dan kepada para laboran di Laboratorium Keteknikan Kayu dan Laboratorium Kayu Solid Fakultas Kehutanan IPB serta Laboratorium Bahan Bangunan Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman Departemen Pekerjaan Umum Penulis mengucapkan terima kasih kepada pimpinan di lingkungan Univertas Negeri Jakarta, khususnya Fakultas Teknik atas bantuan dan kesempatan studi yang diberikan. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan di jurusan Teknik Sipil UNJ atas diskusi-diskusinya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang mendalam kepada suami tercinta serta anak-anak tersayang atas segala dorongan, dukungan materil dan spiritual serta pengertiannya hingga terselesaikannya disertasi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada keluarga besar L. Bachtiar dan keluarga besar W. Pakpahan atas dukungan dan doanya. Pada disertasi ini mungkin masih ditemukan beberapa kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran akan penulis terima. Semoga disertasi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu dan teknologi bambu, khususnya pemanfaatan buluh bambu sebagai bahan bangunan. Bogor, Agustus 2008 Gina Bachtiar ix
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 15 April 1960 sebagai anak ketiga dari tiga bersaudara dari pasangan Lukman Bachtiar (Alm.) dan Rohani. Pada tahun 1979, setelah menamatkan SMA di Bogor, penulis melanjutkan kuliah pada jurusan Pendidikan Teknik Sipil di IKIP Jakarta dan tamat pada tahun 1983. Pada tahun 1990, dengan beasiswa TMPD (Dikti), penulis mendapat kesempatan untuk melanjutkan pendidikan Magister pada Jurusan Teknik dan Manajemen Industri, Fakultas Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung. Pada tahun 2002, penulis mendapat kesempatan untuk melanjutkan ke program doktor dengan bantuan beasiswa BPPS, pada program studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Pada periode 1984-1985, penulis bekerja sebagai staf teknik pada biro konsultan bangunan PT. Inconeb di Jakarta. Selanjutnya sejak tahun 1985 hingga kini, penulis menjadi staf pengajar di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta. Selama mengikuti program S3 penulis menjadi anggota Masyarakat
Peneliti
Kayu Indonesia (MAPEKI), Perhimpunan Pencinta Bambu Indonesia (Perbindo) dan Masyarakat Standardisasi (MASTAN). Penulis juga telah mempresentasikan karya ilmiah yang berkaitan dengan topik penelitian S3 di antaranya : Bamboo as Space Truss Elements dalam 6th International Wood Science Symposium, 29-31 Agustus 2005 di Bali; Pengujian Kuat Tarik Bambu dan Kendalanya dalam Seminar Nasional Perbambuan Indonesia di Yogyakarta, 12 Juli 2006 serta Elastisitas Tekan Bambu Tali pada Seminar Nasional MAPEKI X, 9 – 11 Agustus 2007 di Pontianak. Sebuah artikel yang berkaitan dengan disertasi ini telah diterbitkan dengan judul Perancangan Sambungan Bambu untuk Komponen Rangka Batang Ruang pada Jurnal Forum Pascasarjana vol 31, Januari 2008. Penulis menikah dengan Aladin Pakpahan pada tahun 1984, dan dikaruniai tiga orang putri, yaitu Maria Sondang (1985), Margaretta Xenia (1988) dan Marcelina Arta Uli ( 1996).
x
DAFTAR ISI DAFTAR ISI..............................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL...................................................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR................................................................................................. xv DAFTAR LAMPIRAN..............................................................................................xviii DAFTAR NOTASI.................................................................................................... xix 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang..............................................................................................
1
1.2. Identifikasi Masalah......................................................................................
3
1.3. Perumusan Masalah......................................................................................
4
1.4. Tujuan Penelitian..........................................................................................
4
1.5. Manfaat Penelitian........................................................................................
6
1.6. Novelty..........................................................................................................
6
2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Bambu............................................................................................................
7
2.1.1. Sifat-Sifat Umum....................................................................................
7
2.1.2. Sifat Fisik dan Mekanik..........................................................................
8
2.1.3. Keawetan dan Pengawetan..................................................................... 11 2.2. Konstruksi Rangka Batang............................................................................ 13 2.2.1. Tinjauan Umum...................................................................................... 13 2.2.2. Analisa Gaya Batang pada Konstruksi Rangka Batang Ruang.............. 15 2.2.3. Perhitungan Kekuatan Komponen.......................................................... 15 2.3. Sambungan Bambu........................................................................................ 18 3. SIFAT FISIK DAN MEKANIK BAMBU TALI 3.1. Pendahuluan................................................................................................... 25 3.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 25 3.3. Bahan dan Metode......................................................................................... 25 3.3.1. Alat dan Bahan....................................................................................... 25 3.3.2. Metoda.................................................................................................... 26 3.4. Analisa Data.................................................................................................. 28 3.4.1. Sifat Fisik Bambu Tali............................................................................ 28 3.4.2. Sifat Mekanik Bambu Tali..................................................................... 28 xi
3.5. Hasil dan Pembahasan................................................................................... 29 3.5.1. Sifat Fisik Bambu Tali............................................................................ 29 3.5.2. Sifat Mekanik Bambu Tali..................................................................... 32 3.6. Kesimpulan.................................................................................................... 42 4. PERILAKU TEKUK BAMBU TALI 4.1. Pendahuluan................................................................................................... 43 4.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 43 4.3. Bahan dan Metoda......................................................................................... 44 4.3.1. Alat dan Bahan....................................................................................... 44 4.3.2. Metodologi.............................................................................................. 44 4.4. Analisa Data.................................................................................................. 45 4.4.1. Panjang Tekuk........................................................................................ 45 4.4.2. Persamaan Euler dan Batasannya........................................................... 46 4.4.3. Tegangan Tekuk Ijin............................................................................... 49 4.4.4. Faktor Tekuk........................................................................................... 49 4.5. Hasil dan Pembahasan................................................................................... 50 4.5.1. Tegangan Kritis berdasarkan Hasil Penelitian........................................ 50 4.5.2. Tegangan Kritis berdasarkan Analisa..................................................... 51 4.5.3. Faktor Tekuk........................................................................................... 53 4.5.4 Gaya Tekan Kritis ................................................................................
53
4.6. Kesimpulan.................................................................................................... 55 5. PERANCANGAN SAMBUNGAN BAMBU 5.1. Pendahuluan................................................................................................... 56 5.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 57 5.3. Ruang Lingkup Perancangan......................................................................... 57 5.4. Bahan dan Metoda......................................................................................... 57 5.4.1. Bahan...................................................................................................... 57 5.4.2. Metodologi............................................................................................. 57 5.5. Tahap-Tahap Perancangan............................................................................ 58 5.5.1. Identifikasi Kebutuhan........................................................................... 58 5.5.2. Analisa Masalah..................................................................................... 59 5.5.3. Perancangan Konsep............................................................................... 59 5.5.4. Evaluasi.................................................................................................. 61 xii
5.6.Perancangan Detail......................................................................................... 64 5.6.1. Perhitungan Struktur............................................................................... 64 5.6.2. Perhitungan Dimensi Sambungan.......................................................... 66 5.7. Kesimpulan.................................................................................................... 67 6. EVALUASI KEKUATAN KOMPONEN 6.1. Pendahuluan................................................................................................... 68 6.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 68 6.3. Ruang Lingkup Penelitian............................................................................. 68 6.4. Bahan dan Metode......................................................................................... 68 6.4.1. Bahan dan Alat....................................................................................... 68 6.4.2. Metodologi.............................................................................................. 69 6.5. Analisis.......................................................................................................... 70 6.6. Hasil dan Pembahasan................................................................................... 71 6.7. Kesimpulan.................................................................................................... 73 7. PERANCANGAN MODEL-MODEL RANGKA BATANG RUANG 7.1. Pendahuluan................................................................................................... 74 7.2. Tujuan Penelitian........................................................................................... 74 7.3. Pengembangan Model-Model Rangka Batang Ruang................................... 74 7.4. Analisa Perhitungan Gaya-Gaya Batang....................................................... 76 7.4.1. Rangka Batang Ruang ST1 dan ST2..................................................... 76 7.4.2. Rangka Batang Ruang ST3................................................................... 79 7.4.3. Rangka Batang Ruang ST4.................................................................... 82 7.5. Kesimpulan.................................................................................................... 86 8. PEMBAHASAN UMUM DAN REKOMENDASI 8.1. Pembahasan Umum....................................................................................... 87 8.2. Rekomendasi…............................................................................................. 91 9. KESIMPULAN UMUM ………………………………………………………
93
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................
95
xiii
DAFTAR TABEL 2.1.
Sifat fisik dan mekanik beberapa jenis bambu......................................... 9
2.2.
Sifat mekanik bambu tali.......................................................................... 9
2.3.
Sifat fisik dan mekanik bilah bambu tali.................................................. 10
2.4.
Kuat tarik dan kuat tekan bambu tali........................................................ 10
2.5.
Kuat tarik, kuat tekan, kuat lentur dan MOE bambo tali......................... 11
2.6.
Nilai elastisitas bambu tali....................................................................... 11
3.1.
Faktor keamanan untuk masing-masing besaran mekanik ...................... 29
3.2.
Kerapatan bambu tali ............................................................................ 30
3.3.
Kadar air kering udara pada bambu tali................................................... 30
3.4.
Penyusutan bambu tali pada berbagai arah ........................................... 31
3.5.
Tegangan tarik sampel pada berbagai posisi............................................ 32
3.6.
Tegangan tekan buluh bambu.................................................................. 35
3.7.
Tegangan geser rata-rata.......................................................................... 37
3.8.
Nilai modulus elastisitas bambu tali......................................................... 41
4.1.
Faktor tekuk pada berbagai angka kelangsingan...................................... 52
5.1.
Besar gaya pada masing-masing komponen ........................................... 65
5.2.
Dimensi sambungan................................................................................. 66
6.1.
Kekuatan maksimum komponen berdasarkan perhitungan...................... 71
6.2.
Data kekuatan maksimum sampel............................................................ 72
7.1.
Besar gaya maksimum pada ST1 dan ST2............................................... 78
7.2.
Deformasi maksimum pada ST 1 dan ST2.............................................. 79
7.3.
Besar gaya maksimum pada ST3............................................................. 81
7.4
Deformasi maksimum pada ST 3 ............................................................ 81
7.5.
Besar gaya maksimum pada ST4 ............................................................ 84
7.6
Deformasi maksimum pada ST 4 ............................................................ 85
xiv
DAFTAR GAMBAR
1.1.
Konstruksi rangka batang ruang....................................................................
3
1.2.
Diagram alir penelitian.................................................................................
5
2.1.
Konstruksi rangka batang ruang untuk atap…..............................................
14
2.2.
Alat sambung pada titik buhul ...................................................................
14
2.3.
Tetrahedron…...............................................................................................
14
2.4.
Semi oktahedron..........................................................................................
14
2.5.
Sambungan bambu dengan tali.....................................................................
19
2.6.
Sambungan dengan lubang...........................................................................
19
2.7.
Sambungan tarik...........................................................................................
20
2.8.
Sambungan pipa...........................................................................................
20
2.9.
Sambungan bambu dengan pengisi kayu.....................................................
21
2.10.
Sambungan dengan penutup........................................................................
22
2.11.
Sambungan untuk kuda-kuda.....................................................................
22
2.12. Sambungan bambu untuk komponen rangka batang ruang.........................
23
2.13. Sambungan untuk menggabungkan buluh...................................................
24
3.1.
Bumbu tali serta pengambilan sampel.........................................................
26
3.2.
Sampel pengujian sifat dasar.......................................................................
27
3.3.
Tegangan tarik maksimum rata-rata............................................................
32
3.4.
Sampel putus pada daerah kritis..................................................................
33
3.5.
Kerusakan daerah kritis...............................................................................
33
3.6.
Kerusakan sampel pada daerah buku..........................................................
34
3.7.
Kerusakan sampel bukan pada daerah kritis................................................
34
3.8.
Tekuk pada silinder berdinding tipis...........................................................
35
3.9.
Pengaruh buku terhadap tegangan tekan bambu.........................................
35
3.10. Pengujian geser bambu berdasarkan ISO....................................................
36
3.11.
Detail benda geser uji geser tekan...............................................................
37
3.12.
Kerusakan sampel uji geser.........................................................................
38
3.13.
Diagram tegangan-regangan........................................................................
39 xv
3.14.
Diagram tegangan-regangan pada sampel bagian tengah tanpa buku.........
40
3.15.
Diagram tegangan-regangan pada sampel bagian tengah dengan buku......
40
3.16.
Diagram tegangan-regangan pada sampel bagian pangkal dengan buku....
40
3.17. Nilai rata-rata elastisitas tekanan (E) ...........................................................
41
4.1.
Panjang tekuk (Lk) dengan tumpuan yang berbeda-beda..............................
46
4.2.
(a)diagram tegangan-regangan, (b)tegangan kritis terhadap kelangsingan..
47
4.3.
Nilai faktor keamanan tehadap kelangsingan (1/r=λ)....................................
49
4.4.
Tegangan kritis pada berbagai kelangsingan.................................................
50
4.5.
Hubungan tegangan kritis terhadap kelangsingan (analitis)..........................
52
4.6.
Hubungan tegangan tekuk ijin terhadap kelangsingan ................................
53
4.7.
Berbagai pola tekuk yang terjadi..................................................................
54
4.8.
Proses terjadinya tekuk ................................................................................
54
5.1.
Proses perancangan.......................................................................................
56
5.2.
Rangka atap yang direncanakan....................................................................... 57
5.3.
Diagram alir tahapan perancangan................................................................
58
5.4.
Alternatif sambungan....................................................................................
60
5.5.
Sambungan yang direncanakan.....................................................................
62
5.6.
Distribusi gaya tekan pada sambungan.........................................................
62
5.7.
Distribusi gaya tarik pada sambungan..........................................................
63
5.8.
Bentuk rangka batang ruang yang direncanakan..........................................
64
5.9.
Dimensi sambungan......................................................................................
66
6.1.
Sampel yang diuji.(gambar tampak)............................................................
69
6.2.
Sampel yang diuji (gambar potongan) ........................................................... 71
6.2.
Kerusakan pada sampel uji tarik ..................................................................
72
7.1.
Model-model rangka batang ruang...............................................................
75
7.2.
Pendefinisian profil yang digunakan.............................................................
76
7.3.
Penomoran joint pada ST1 dan ST2 ............................................................
77
7.4.
Penomoran batang pada ST1 dan ST2 .........................................................
77
7.5.
Gaya aksial pada ST1 ...................................................................................
77
7.6.
Deformasi pada rangka ST1 dan ST2 ..........................................................
78
7.7.
Penomoran joint pada ST3............................................................................
79
7.8.
Penomoran batang pada ST3.........................................................................
80
7.9.
Gaya aksial pada ST3....................................................................................
80
xvi
7.10. Deformasi pada rangka ST3..........................................................................
81
7.11. Penomoran joint pada ST4............................................................................
82
7.12. Penomoran batang pada ST4 .......................................................................
83
7.13. Gaya aksial pada ST4 ...................................................................................
83
7.14. Kombinasi penggunaan bambu ...................................................................
84
7.15. Deformasi pada rangka ST4.........................................................................
85
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Tabel 3 ASTM D2915-03........................................................................ 99
2.
Data Perhitungan Kerapatan.................................................................... 100
3.
Data Pengujian KA Bambu Tali.............................................................. 101
4.
Data dan Perhitungan Penyusutan............................................................ 102
5.
Data Pengujian Kuat Tekan..................................................................... 103
6.
Data Pengujian Tarik (sampel bagian pangkal)....................................... 104
7.
Data Pengujian Tarik (sampel bagian tengah)......................................... 105
8.
Data Uji Geser.......................................................................................... 106
9.
Data Pengujian Tekuk.............................................................................. 107
10. Analisa Perhitungan Dimensi Sambungan .............................................. 110 11. Data Untuk Perhitungan Analisa Struktur............................................... 111 12. Bentuk-Bentuk dan Koordinat Rangka Batang....................................... 112 13. Data Pengujian Kekuatan Sambungan..................................................... 115
xviii
DAFTAR NOTASI A
=
luas penampang
Ab
=
luas penampang bruto
BKT
=
berat kering tanur
BKU
=
berat kering udara
D
=
diameter luar bambu
d
=
diameter dalam bambu
E
=
modulus elastisitas
h
=
panjang bidang geser
I
=
momen inersia
KA
=
kadar air
L
=
panjang tekuk
L0
=
dimensi awal
L1
=
dimensi akhir
P
=
gaya pada batang
Pult
=
gaya maksimum
Pcr
=
gaya tekan maksimum
r
=
jari-jari inersia
t
=
tebal dinding bambu
VKU
=
volume kering udara
λ
=
angka kelangsingan
λ max
=
angka kelangsingan maksimum
ρ
=
kerapatan bambu
σ
=
tegangan
σy
=
tegangan leleh
σcr
=
tegangan kritis
σ tk
=
tegangan tekan
σ tr
=
tegangan tarik
ω
=
faktor tekuk
ξ
=
regangan (tanpa satuan) =
l − l0 l0
xix
Penguji Ujian Tertutup : a. Prof. Ir. Bambang Suryoatmono, MT, PhD. Ketua Program Pascasarjana Universitas Parahiyangan, Bandung Pengujian Ujian terbuka : a. Ir. Iswandi Imran, MASc, PhD. Ketua Kelompok Keahlian Struktur, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung b. Dr. Titik Penta Artiningsih, MT Dekan Fakultas Teknik Universitas Pakuan, Bogor
xx
