PENGGUNAAN BAUT PADA KONSTRUKSI BANGUNAN PERUMAHAN

PENDAHULUAN

 

 

Latar Belakang

            Kayu adalah suatu bahan yang dihasilkan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan keinginan dan kemajuan teknologi. Kayu berasal dari tumbuh-tumbuhan hidup di alam yang jenis pohonnya mempunyai batang berupa kayu.

Berat jenis dan ketahanan terhadap tegangan (kekakuan) digunakan sebagai pendekatan untuk mengukur kekuatan. Parameter-parameter tersebut secara langsung berhubungan dengan kekuatan, tetapi hubungan tersebut berbeda menurut spesiesnya. Sifat mekanis merupakan kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan, sedangkan kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul beban atau gaya yang bekerja padanya. Sifat mekanis biasanya merupakan ciri terpenting dari produk kayu yang akan digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygreen dan Bowyer, 1982). 

            Agar cocok untuk penggunaan dan pemakaian kayu sebagai bahan bangunan maka pedoman di bawah ini dapat dijadikan pegangan diantaranya adalah sebagai berikut

1. Berdasarkan sifat-sifat jenis kayu :
1. Sifat keawetan kayu
2. Sifat kekuatan kayu
3. Sifat-sifat lainnya
2. Berdasarkan keadaan permukaan kayu

1.      Warna dan pola kayu

2.      Ukuran serat dan pori-pori

3. Berdasarkan kelas pemakaian kayu

1.      Banyak sedikitnya penggunaan suatu jenis kayu oleh konsumen kayu

2.      Dilihat dari kelas keawetan dan kelas kekuatan jenis kayu yang bersangkutan

Beberapa keuntungan dan kerugian kayu sebagai bahan bangunan adalah :

1. Keuntungan

-       Banyak didapat di Indonesia dan bias di daur ulang lagi ketersediaannya dengan menanam kembali (reboisasi)

-       Mudah dikerjakan dan mudah dibentuk sesuai kebutuhan dan penggunaannya serta harga yang relative murah

-       Kekuatan kayu cukup tinggi dan ringan

-       Daya tahan terhadap listrik dan bahan kimia (kecuali bahan kimia yang keras) cukup tinggi atau baik

-       Pada jenis kayu tertentu mempunyai tekstur yang indah sehingga mempunyai nilai dekoratif yang indah dan baik

-       Kedap suara

2. Kerugian/Keuntungan

-          Sifatnya kurang homogen

-          Mudah dipengaruhi oleh iklim atau cuaca

-          Lendutan dapat terjadi pada keadaan kelembapan tinggi

-          Mudah terserang serangga, jamur, dan cacing laut

-          Adanya cacat-cacat bawaan dan cacat alam seperti : mata kayu dan pecah-pecah

-          Agak mudah terbakar

Berdasarkan ukuran dan penggunaannya, kayu bangunan dapat dibagi menjadi tiga macam yaitu :

1. Kaso dan papan

Kayu ini berpenampang segi empat dengan tebal antara 5-12.5 cm (2-5 inchi) dan lebarnya 10 cm (4 inchi) ke atas. Sortimen jenis ini biasa dipakai untuk kaso atap rumah (kaso) dan untuk lantai (papan)

2. Balok dan gelagar

Kayu ini berpenampang segi empat dengan tebal 12.5 cm (5 inchi) atau lebih dan lebarnya 20 cm atau lebih. Kayu-kayu ini biasa dipakai sebagai balok penopang, gelagar jembatan dan bagian-bagian konstruksi lainnya yang menyangga beban lentur.

3. Tiang

Kayu-kayu ini berpenampang bujur sangkar atau mendekati bujur sangkar berukuran sekitar 12.5 x 12.5 cm atau lebih.

Semua ukuran segiempat yang biasanya digunakan untuk kayu dengan beban berat, misalnya berukuran 10 cm x 5 cm, 12 cm x 12 cm, 15 cm x 15 cm, 20 cm x 10 cm, 30 cm x 15 cm, dsb. Persyaratan kelas kayu secara visual berhubungan dengan sifat visual yang dapat diterima untuk kayu konstruksi. Persyaratan tersebut bisa digunakan di samping uji kelas untuk kekuatan dan keteguhan kayu.

Pemilihan baut -mur sebagai alat pengikat dalam industri transportasi, misalnya pacta kapallaut, mobil ataupun pesawat terbang, harus dilakukan secara cermat dan seksama untuk mendapatkan mutu atau kekuatan baut yang sesuai dengan konstruksi yang akan disambung. Pemilihan ini tentunya hams dilandasi dengan pengujian dan penelitian agar didapatkan basil yang optimal. Akan tetapi teknik penyambungan dengan baut walaupun telah melalui pengujian dan penelitian, penurunan kekuatan tetap saja terjadi pacta bagian yangdisambung temtama pada daerah lubang dan bagian ulir daTi baut, hal ini disebabkan karena ulir baut mempakan bentuk takikan yang dapat memperlemah konstruksi. Selain itu dalam pembuatan baut, cacat mikro jarang terdeteksi walaupun telah menggunakan alat uji tanpa memsak.

ISI

Ditinjau dari perencanaan mekanika, konstruksi kayu memiliki perbedaan dengan konstruksi lain, seperti pada beton bertulang atau baja. Pada konstruksi kayu akan ditemukan kondisi sambungan yang tidak mungkin rigid seperti pada beton bertulang atau pada konstruksi baja. Pada konstruksi kayu terdapat batasan deformasi atau displacement pada sambungannya dimana batasan displacement sambungan yang diizinkan adalah sampai dengan 1,5 mm. Untuk alat sambung sendiri ada beberapa macam yaitu alat sambung perekat (epoxy), pasak, paku dan baut. Efektifitas masing – masing alat sambung berbeda – beda tergantung dari karakterisatik masing – masing sambungan dimana keefektifitasan lat sambung perekat dapat mencapai 100%, pasak 60%, paku 50% dan baut 30% (Felix,1992).       

Dalam kegiatan praktek yang dilaksanakan pada gedung bangunan perumahan, dapat diketahui banyak penggunaan kayu pada bangunan tersebut. Bangunan perumahan ini terletak di Jln. Jamin Ginting, Simalingkar A No.105, Medan. Perumahan ini diberi nama sesuai dengan nama secara umum yakni “Grand Sumatera Jamin Ginting” tidak sesuai dengan nama yang memiliki bangunan ini.

            Bangunan ini memiliki bentuk bangunan yang diadaptasi dari desain bangunan Eropa dan arsiteknya adalah mahasiswa jurusan teknik sipil. Kayu yang digunakan bangunan ini berasal dari kayu Indonesia, dimana kayu ini selanjutnya akan dikirim untuk didesain sesuai kebutuhan. Pada bagian dalam bangunan, terdapat furniture dan benda-benda yang terdiri dari kayu.

            Pada bangunan ini juga dapat dilihat bagian-bagian yang belum mengalami kerusakan, baik kerusakan karena usia ataupun karena pengaruh perusak kayu (rayap) karena perumahan ini baru dibangun dan ada sebagian bangunan rumah yang sudah siap. Bagian sisi ventilasi dibuat dengan menggunakan kayu meranti, bagian jendela yang kayunya sangat kokoh juga terbuat dari kayu meranti, dan bagian langit-langit bangunan terbuat dari beton (semen).

Material dasar yang digunakan dalam pembuatan taut dan mur adalah baja karbon rendah yang berbentuk gulungan kawat baja batangan. Gulungan kawat baja ini dilumskan diantara canai yang berputar kemudian dimasukkan kedalam mesin pemotong untuk dipotong sesuai dengan ukuran taut dan mur yang telah ditentukan. Proses pembuatan taut dengan cold working dibedakan dalam dua cara (Gambar 2A), yaitu dengan Machined Bolt, pembuatan ulir baut dikerjakan dengan menggunakan mesin butut atau yang sejenisnya.

1. Kayu dalam pembangunan

Penggunaan kayu sembarang sangat membantu dalam kontruksi perumahan 

2. Pintu kayu

Pada bangunan ini pintu yang digunakan ada 2 jenis yaitu pintu sayap ganda sebagai pintu utama di bagian depan rumah. Pintu sayap ganda ini memiliki dua daun pintu yang di gantung pada bagian dalam rangka dengan menggunakan engsel kayu yang menyatu pada pintu yang terletak di bagian atas dan bawah pintu. Untuk pintu-pintu yang digunakan untuk ruangan-ruangan biasa diguanakan pintu dengan tipe pintu sayap tunggal dengan menggunakan engsel pintu besi yang biasa digunakan pada pintu-pintu biasa. Semua pintu yang digunakan terbuat dari kayu besi. Dibawah ini merupakan gambar pintu kayu sayap ganda.

3. Jendela kayu

Jendela yang digunakan pada bangunan ini adalah jendela dengan tipe jendela sayap ganda. Jendela ini mempunyai daun-daun jendela yang ditempatkan pada engsel depan atau belakang. Bagian jendela ini dapat dibuka penuh. Untuk jendela pada lantai satu pada bangunan ini dilengkapai dengan jerajak besi, sedangkan untuk jendela pada lantai dua hanya dilengkapi dengan daun jendela saja tanpa ada jerajak. Semua daun jendela terbuat dari kayu Merbau (Intsia palembanica) yang diimpor dari Bandung. Dibawah ini terlihat jendela pada bangunan perumahan.

Cincin penutup (washer) digunakan agar kepala baut atau mur tidak masuk  ke dalam kayu ketika baut dikencangkan.  Penentuan nilai rancangan yang  diizinkan tidak memperhitungkan washer.  Semua mur harus dipasang dengan kencang kemudian dikencangkan lagi setelah kayu mencapai kadar air  keseimbangannya.   Kualitas sambungan dengan baut dipengaruhi oleh kualitas kayu dan baut  yang digunakan (Soltis, 1999).  Sementara itu Faherty (1997) menyatakan  beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam sambungan kayu dengan baut ini  adalah beban pada baut, kualitas lubang baut, beban yang diizinkan, penempatan,  bidang bersih dan penyesuaian untuk nilai yang diizinkan.

4. Kusen Pintu dan Jendela

Pada daun pintu dan jendela pada dinding, dipasang rangka yang disebut kusen, kusen untuk tempat tinggal terbuat dari kayu atau logam. Kusen kayu memberikan penampilan yang hangat dan indah dari tampilan tekstur serat-serat kayu yang dimilikinya, mempunyai nilai penyekat panas yang baik dan pada umumnya tahan terhadap pengaruh cuaca. Pada bangunan ini tipe kusen pintu dan jendela yang digunakan adalah kusen pintu gedung dari besi.     

            Dibeberapa bagian untuk mencegah agar tidak mengalami kerusakan akibat serangan rayap misalnya pada pintu di ruang makan dan agar rayap menyerang  bagian bawah pintu yang menyebabkan pintu tersebut rusak maka diperlukan tindakan untuk melakukan pengawetan kayu sebelum digunakan lalu kayu pintu ataupun jendela tersebut di cat. Pengawetan kayu untuk perumahan dan gedung adalah suatu proses memasukkan bahan pengawet ke dalam kayu dengan tujuan untuk meningkatkan daya tahan kayu terhadap serangan organisme perusak kayu sehingga dapat memperpanjang masa pakai kayu.

Menurut keterangan dari pihak pemilik yang kebetulan berada disana, pada bagian loteng tidak mengalami kerusakan karena terbuat dari beton. Pada bagian jendela atau pintu yang keadaannya lembap dan gelap membuat rayap suka tinggal dan menyerang kayu pada bagian ini.

Beban yang diizinkan;  Nilai rancangan yang diizinkan untuk beban lateral  telah disusun dalam suatu bentuk tabel baik untuk sejajar maupun tegak lurus  serat dalam sambungan geser tunggal.  Nilai yang terpisah diberikan untuk  pembebanan elemen utama atau penunjang tegak lurus serat termasuk nilai Z2-  yang diaplikasikan ketika kedua elemen dibebani tegak lurus serat.  Nilai yang diizinkan untuk sudut beban antara 0o (sejajar serat) dan 90o  (tegak lurus serat) dapat diperoleh dari nilai sejajar dan tegak lurus dengan  menggunakan rumus Hankinson atau nomograf Scholten.  Plot nilai yang diizinkan (sejajar dan tegak lurus serat) untuk dua ukuran baut dalam sambungan  tiga elemen (geser ganda), menunjukkan nilai yang meningkat secara proporsional  dengan ketebalan elemen utama dan penunjang sampai  mencapai nilai  maksimum.  Jika elemen kayu yang disambung berbeda jenisnya, nilai rancangan  yang diizinkan dipilih berdasarkan jenis dengan kekuatan sangga yang terkecil.   

Penempatan; Dalam menempatkan baut, perlu mempertimbangkan jarak

ujung, jarak tepi/pinggir, spasi dalam baris dan spasi antar baris.  Perlu juga  menentukan penempatan baut pada arah sejajar dan tegak lurus serat dan  mempertimbangkan beban pada suatu sudut terhadap serat.  NDS memberikan  nilai untuk spasi ketika beban yang diberikan sejajar maupun tegak lurus serat.   Kebanyakan nilai jarak berdasarkan diameter baut (D) dan diberikan dari tengah  ke tengah lubang baut.

Bidang bersih;  Elemen harus diperiksa untuk kapasitas pembawa beban

pada bidang bersih kritis dari sambungan.  Bidang kotor dari elemen harus  dikurangi untuk lubang.  Pada elemen tegangan dan tekanan, area bersih yang  diperlukan (in2) ditentukan dengan membagi beban total yang diteruskan melalui  bidang bersih kritis dengan tegangan rancangan yang diizinkan untuk jenis dan  mutu bahan yang digunakan.  

Penyesuaian untuk nilai yang diizinkan; Penyesuaian harus mempertimbangkan:

-  Lama atau durasi beban 

-  Kondisi kadar air dalam pemakaian 

-  Suhu kayu dalam pemakaian 

-  Faktor aksi grup 

-  Perlakuan bahan penghambat api 

-  Geometri penempatan baut 

PENUTUP

            Rumah konstruksi kayu adalah bangunan rumah dengan menggunakan sistem struktur rangka pemikul dari bahan kayu. Biasa disebut sebagai rumah kayu, ciri-cirinya yaitu seluruh komponen balok dan kolom serta dinding yang digunakan adalah kayu. Rumah dengan struktur rangka kayu harus menggunakan sambungan-sambungan takik yang dikencangkan dengan menggunakan paku minimal 4 buah. Panjang paku yang digunakan minimal 2,5 kali tebal kayu yang terkecil. Apabila struktur kayu ini memikul beban berat (seperti struktur kayu untuk bangunan gudang atau garasi kendaraan), maka sambungan kayu harus dikencangkan dengan menggunakan bout berdiameter minimum 10 mm. Semua kayu yang digunakan harus kering dan bila perlu diawetkan sesuai dengan persyaratan pengawetan kayu.

Dari kegiatan yang dilakukan kita dapat mengetahui desain bangunan yang ada pada Perumahan Grand Sumatera Jamin Ginting. Arsitektur bangunan mengadaptasi dari desain Eropa. Pada bangunan ini, kita dapat banyak melihat tipe-tipe perumahan yang didesain oleh arsitek Teknik Sipil.

            Banyak petuah dan nasihat yang kita lihat pada pelaksanaan kegiatan ini. Ada yang tersiratkan pada suatu bentuk lukisan burung, yang memiliki arti kita harus bisa hidup dalam keadaan apapun. Ini menggambarkan semangat juang yang pantang menyerah dalam menjalani setiap kehidupan.

            Bangunan Perumahan Grand Sumatera Jamin Ginting merupakan sebuah bangunan yang menjadi bangunan mewah, dikarenakan bentuk dan desainnya yang tetap bertahun dari tahun ke tahun. Keistimewaan bangunan ini dapat kita lihat dari bagian dalam ruangan yang nyaman dan praktis, dan membuat pengunjung yang datang untuk melihat serta mengagumi bangunan yang kokoh berdiri. 

Saat ini banyak pula material yang dikembangkan untuk menjadi alternatif pengganti kayu seperti aluminium, kusen beton, gypsum, kusen UPVC yang mendekati bentuk dan penampilan kayu untuk kusen pintu dan jendela luar. Sebetulnya kayu memiliki Keunggulan dibanding dengan material lainnya yaitu tampilan natural yang disukai dari kayu, material kayu banyak yang kuat menurut jenisnya seperti kayu jati, kaper, atau ulin, melalui proses pengovenan yang baik. Kayu memang fleksibel untuk dirubah bentuknya sesuai desain, seperti bentuk lurus atau melengkung, dan dapat menahan panas atau dingin dari luar ruangan. Sedangkan kerugian kayu antara lain mudah dimakan rayap, perawatan secara berkala dengan cat atau coating agar tetap awet, dan menyerap air sehingga menyebabkan volume kayu dapat berubah-ubah. Akibatnya pintu atau jendela sulit dibuka karena salah satu sudutnya memuai. 

Kerusakan yang menyebabkab putusnya baut meja putar daTi Grane Drott Cruz pacta dasarnya disebabkab oleh kelelahan (fatique) dari material baut akibat beban dinamis. Jenis kelelahan (fatique) yang terjadi tersebut adalah jenis low cycle fatique yaitu jenis kelelahan yang diakibatkan kelelahan yang disebabkan oleh tegangan yang besar. Hal ini ditunjukkan oleh bentuk permukaan patahan baut yang menunjukkan kondisi patah overload yaitu suatu kondisi dimana perambatan retak terjadi dalam waktu yang singkat dan akhimya dengan cepat diikuti oleh patah getas.

Kerusakan akibat kelelahan (fatique) pada baut tersebut dapat diawali atau dipercepat oleh : cacat manufaktur pada baut. Cacat tersebut berupa lipatanlipatan (laps) pada perrnukaan ulir dati baut yang teljadi ketika proses pengerolan ulir (thread rolling). Lipatan tersebut merupakan bagian logam yang tidak menyatu sehingga merupakan pusat retak awal. Disamping itu pada lipatan tersebut telah teljadi proses oksidasi ketika baut tersebut diberi proses perlakuan panas. Proses tersebut dimaksudkan untuk meningkatkan kekerasan atau kekuatan baut. Akibat proses oksidasi tersebut maka pada bagian lipatan mengalami proses dekarburisasi sehingga menimbulkan perubahan struktur mikro dari martensit temper menjadi fecit yang kasar dengan kekuatan yang rendah. ini berarti proses dekarburisasi dapat menurunkan kekuatan baut lebih jauh terutama dibagian lipatan sehingga kerusakan karena kelelahan dapat dipercepat.

DAFTAR PUSTAKA

Departemen Kehutanan. 2008. Pemanfaatan Kayu. Jakarta.

Haygreen, J. G. dan J. L. Bowyer. 1982. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu Pengantar. UGM – Press. Yogyakarta.

Pandit dan Ramdan. 2002. Anatomi Kayu. ITB : Bandung

Setiadi, A dan Sofyan, K. 2010. Sifat Kimia Beberapa Jenis Kayu. Teknologi Hasil Hutan Fahutan. Fakultas Kehutanan IPB.

Sjostrom, E. 1981. Kimia Kayu Dasar-dasar dan Penggunaan Edisi 2 (Terjemahan). Yogyakarta. Gadjah Mada Universuty Press.

Tsoumis, G. 1976. Kayu Sebagai bahan Baku. Proyek Penterjemahan Literatur   Kehutanan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Yap KHF. 1984. Konstruksi Kayu. Binacipta. Bandung