Kelebihan dan Kekurangan Bahan Bangunan Kayu dan Baja
Oleh: Sunardi
1.1.
Kayu
Struktur kayu merupakan suatu struktur yang elemen susunannya terdiri
dari bahan kayu. Dalam perkembangannya, struktur kayu banyak digunakan sebagai
alternatif dalam perencanaan pekerjaan-pekerjaan sipil, Diantaranya adalah : rangka kuda-kuda, rangka dan gelagar jembatan,
struktur perancah, kolom, dan balok lantai bangunan.
Pada dasarnya kayu merupakan bahan
alam yang banyak memiliki kelemahan struktural, sehingga
penggunaan kayu sebagai bahan struktur perlu memperhatikan sifat-sifat tersebut.
Oleh sebab itu, maka struktur kayu kurang populer dibandingkan dengan beton dan
baja. Akibatnya saat ini terdapat kecenderungan
beralihnya peran kayu dari bahan struktur menjadi
bahan untuk memperindah bangunan (dekoratif).
Namun demikian pada kondisi tertentu (misalnya : pada daerah tertentu,
dimana secara ekonomis kayu lebih menguntungkan
dari pada penggunaan bahan yang lain) peranan kayu sebagai bahan struktur masih
digunakan. Pada Gambar 1.3 ditampilkan bagian-bagian kayu pada penampang lintang kayu gelondongan.
1.1.1. Kelebihan dan Kelemahan Kayu
Kelebihan
:
–
Mudah
menyerap air.
–
Berkekuatan tinggi dengan berat
jenis rendah.
–
Tahan terhadap pengaruh kimia dan
listrik.
–
Relatif mudah
dikerjakan dan diganti.
–
Mudah didapatkan, relatif murah.
–
Perubahan
bentuk akibat
suhu dapat diabaikan.
–
Pada kayu kering memiliki daya
hantar panas dan listrik rendah, sehingga baik untuk partisi.
–
Memiliki sisi keindahan yang khas
–
Dapat dibuat dengan berbagai macam
desain dan warna.
–
Memberi efek hangat.
–
Bahan penyekat yang baik pada
perubahan suhu di luar rumah.
–
Dapat meredam suara.
Kekurangan :
–
Mudah mengalami kembangsusut
–
Kurang tahan terhadap pengaruh
cuaca.
–
Rentan terhadap rayap.
–
Bahan Alami yang dapat diperbaharui
–
Kuat tarik yang tinggi
–
Sifat kayu yang kurang homogen,
cacat kayu, dll.
–
Beberapa jenis kayu kurang awet.
–
Kekuatannya sangat dipengaruhi oleh
jenis kayu, mutu,kelembaban dan pengaruh waktu pembebanan.
–
Keterbatasan ukuran,
berskala besar dan tinggi.
–
Harganya relatif mahal dan terbatas
(langka).
1.1.2. Sifat Fisik Kayu
a)
Berat
dan Berat Jenis
Berat suatu kayu tergantung dari jumlah zat kayu, rongga
sel, kadar air dan zat ekstraktif didalamnya. Berat suatu jenis kayu
berbanding lurus dengan Berat Jenis nya. Kayu mempunyai berat jenis yang
berbeda-beda, berkisar antara BJ minimum 0,2 (kayu balsa) sampai BJ 1,28 (kayu
nani). Umumnya makin tinggi BJ kayu, kayu semakin berat dan semakin kuat
pula.
b)
Keawetan
Keawetan adalah ketahanan kayu terhadap serangan
dari unsur-unsur perusak kayu dari luar seperti jamur, rayap, bubuk dll.
Keawetan kayu tersebut disebabkan adanya zat ekstraktif didalam kayu yang
merupakan unsur racun bagi perusak kayu. Zat ekstraktif tersebut
terbentuk pada saat kayu gubal berubah menjadi kayu teras sehingga pada umumnya
kayu teras lebih awet dari kayu gubal.
c)
Warna
Kayu yang beraneka warna macamnya disebabkan oleh zat
pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda.
d)
Tekstur
Tekstur adalah ukuran relatif sel-sel kayu. Berdasarkan
teksturnya, kayu digolongkan ke dalam kayu bertekstur halus (contoh: giam, kulim
dll), kayu bertekstur sedang (contoh: jati, sonokeling dll) dan kayu bertekstur
kasar (contoh: kempas, meranti dll).
e)
Arah
Serat
Arah serat adalah arah umum sel-sel kayu terhadap sumbu
batang pohon. Arah serat dapat dibedakan menjadi serat lurus, serat
berpadu, serat berombak, serta terpilin dan serat diagonal (serat miring).
f)
Kesan
Raba
Kesan raba adalah kesan yang diperoleh pada saat meraba
permukaan kayu (kasar, halus, licin, dingin, berminyak dll). Kesan raba
tiap jenis kayu berbeda-beda tergantung dari tekstur kayu, kadar air, kadar zat
ekstraktif dalam kayu.
g)
Bau
dan Rasa
Bau dan rasa kayu mudah hilang bila kayu lama tersimpan di
udara terbuka. Beberapa jenis kayu mempunyai bau yang merangsang dan
untuk menyatakan bau kayu tersebut, sering di gunakan bau sesuatu benda yang
umum dikenal misalnya bau bawang (kulim), bau zat penyamak (jati), bau kamper
(kapur) dsb.
h)
Nilai
Dekoratif
Gambar kayu tergantung dari pola penyebaran warna, arah
serat, tekstur, dan pemunculan riap riap tumbuh dalam pola pola tertentu.
Pola gambar ini yang membuat sesuatu jenis kayu mempunyai nilai dekoratif.
i)
Higroskopis
Kayu mempunyai sifat dapat menyerap atau melepaskan
air. Makin lembab udara disekitarnya makin tinggi pula kelembaban kayu
sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Dalam kondisi
kelembaban kayu sama dengan kelembaban udara disekelilingnya disebut kandungan
air keseimbangan (EMC = Equilibrium Moisture Content).
j)
Sifat
Kayu terhadap Suara, yang terdiri dari :
Sifat akustik, yaitu kemampuan untuk meneruskan suara
berkaitan erat dengan elastisitas kayu. Sifat resonansi, yaitu turut
bergetarnya kayu akibat adanya gelombang suara. Kualitas nada yang
dikeluarkan kayu sangat baik, sehingga kayu banyak dipakai untuk bahan
pembuatan alat musik (kulintang, gitar, biola dll).
k)
Daya
Hantar Panas
Sifat daya hantar kayu sangat jelek sehingga kayu banyak
digunakan untuk membuat barang-barang yang berhubungan langsung dengan sumber
panas.
l)
Daya
Hantar Listrik
Pada umumnya kayu merupakan bahan hantar yang jelek untuk
aliran listrik. Daya hantar listrik ini dipengaruhi oleh kadar air
kayu. Pada kadar air 0 %, kayu akan menjadi bahan sekat listrik yang baik
sekali, sebaliknya apabila kayu mengandung air maksimum (kayu basah), maka daya
hantarnya boleh dikatakan sama dengan daya hantar air.
1.1.3. Sifat Mekanik Kayu
Secara mekanik, karakter kayu berbeda sesuai dengan arah
tinjanan serat, seperti diilustrasikan pada Gambar 1.4.
Gambar.1.4 Mekanik kayu
a)
Keteguhan
Tarik
tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang
berusaha menarik kayu. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tarik yaitu : 1)
keteguhan tarik sejajar arah serat; dan 2) keteguhan tarik tegak lurus arah
serat. Kekuatan tarik terbesar pada kayu ialah keteguhan tarik sejajar arah
serat. Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil daripada
kekuatan tarik sejajar arah serat.
b)
Keteguhan
tekan / Kompresi
Keteguhan tekan/kompresi adalah kekuatan kayu untuk menahan
muatan/beban. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tekan yaitu : 1) keteguhan tekan
sejajar arah serat; dan 2) keteguhan tekan tegak lurus arah serat. Pada semua
kayu, keteguhan tegak lurus serat lebih kecil daripada keteguhan kompresi
sejajar arah serat.
c)
Keteguhan
Geser
Keteguhan geser adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya
yang membuat suatu bagian kayu tersebut turut bergeser dari bagian lain di
dekatnya. Terdapat 3 (tiga) macam keteguhan yaitu : 1)keteguhan geser
sejajar arah serat; 3) keteguhan geser tegak lurus arah serat; dan 3) keteguhan
geser miring. Keteguhan geser tegak lurus serat jauh lebih besar dari pada
keteguhan geser sejajar arah serat.
d)
Keteguhan
lengkung (lentur)
Keteguhan lengkung/lentur adalah kekuatan untuk menahan
gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban mati maupun
hidup selain beban pukulan. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan yaitu : 1)
keteguhan lengkung statik, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya
secara perlahan-lahan; 2) keteguhan lengkung pukul, yaitu kekuatan kayu menahan
gaya yang mengenainya secara mendadak.
e)
Kekakuan
Kekakuan adalah kemampuan kayu untuk menahan perubahan
bentuk atau lengkungan. Kekakuan tersebut dinyatakan dalam modulus elastisitas.
f)
Keuletan
Keuletan adalah kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah
tenaga yang relatif besar atau tahan terhadap kejutan-kejutan atau
tegangantegangan yang berulang-ulang yang melampaui batas proporsional serta
mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian.
g)
Kekerasan
Kekerasan adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya yang
membuat takik atau lekukan atau kikisan (abrasi). Bersama-sama dengan keuletan,
kekerasan merupakan suatu ukuran tentang ketahanan terhadap pengausan kayu.
h)
Keteguhan
Belah
Keteguhan belah adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya
yang berusaha membelah kayu. Sifat keteguhan belah yang rendah sangat
baik dalam pembuatan sirap dan kayu bakar. Sebaliknya keteguhan belah yang
tinggi sangat baik untuk pembuatan ukir-ukiran (patung). Pada umumnya kayu mudah
dibelah sepanjang jari-jari (arah radial) dari pada arah tangensial.
Ukuran yang dipakai untuk menjabarkan sifat-sifat kekuatan
kayu atau sifat mekaniknya dinyatakan dalam kg/cm2. Faktor-faktor yang
mempengaruhi sifat mekanik kayu secara garis besar digolongkan menjadi dua
kelompok : 1) faktor luar (eksternal): pengawetan kayu, kelembaban lingkungan,
pembebanan dan cacat yang disebabkan oleh jamur atau serangga perusak kayu; 2)
faktor dalam kayu (internal): berat
jenis (BJ), cacat mata kayu, serat miring dsb.
1.1.4. Kelas Mutu Kayu
Untuk jenis-jenis cepat tumbuh yang pada umumnya diketahui
jenis kayunya, dapat menggunakan Tabel 1.2 dalam menentukan spesifikasi kelas kekuatannya.
Kelas Mutu kayu mengacu pada PKKI (Peraturan Kosntruksi Kayu
Indonesia 1979), dibedakan dalam 4 kelas, seperti disajikan pada Tabel 1.3
Tabel 1.3 Spesifikasi kelas kekuatan kayu cepat tumbuh berdasarkan jenis kayu
(Sumber : Pedoman Bahan Konstruksi Bangunan
dan Rekayasa Sipil : Pd S-01-2005-C)
1.2.
Baja
1.2.1.
Keuntungan
Baja sebagai Material Struktur Bangunan
Di samping kekuatannya
yang besar untuk menahan kekuatan tarik dan tekan tanpa membutuhkan banyak
volume, baja juga mempunyai sifat-sifat lain yang menguntungkan sehingga
menjadikannya sebagai salah satu bahan bangunan yang sangat umum dipakai dewasa
ini. Beberapa keuntungan baja sebagai material struktur antara lain:
a)
Kekuatan Tinggi
Dewasa ini baja bisa
diproduksi dengan berbagai kekuatan yang bisa dinyatakan dengan kekuatan
tegangan tekan lelehnya (Fy) atau oleh tegangan tarik batas (Fu). Bahan baja
walaupun dari jenis yang paling rendah kekuatannya, tetap mempunyai
perbandingan kekuatan per-volume lebih tinggi bila dibandingkan dengan
bahan-bahan bangunan lainnya yang umum dipakai. Hal ini memungkinkan
perencanaan sebuah konstruksi baja bisa mempunyai beban mati yang lebih kecil
untuk bentang yang lebih panjang, sehingga. memberikan kelebihan ruang dan
volume yang dapat dimanfaatkan akibat langsingnya profil-profil yang dipakai.
b)
Kemudahan Pemasangan
Semua bagian-bagian dari konstruksi
baja bisa dipersiapkan di bengkel/workshop, sehingga satu-satunya kegiatan yang dilakukan di lapangan ialah kegiatan
pemasangan bagian-bagian konstruksi yang telah dipersiapkan. Sebagian besar
dari komponen-komponen konstruksi mempunyai bentuk standar yang siap digunakan
bisa diperoleh di toko-toko besi, sehingga waktu yang diperlukan untuk membuat
bagian-bagian konstruksi baja yang telah ada, juga bisa dilakukan dengan mudah
karena komponen-komponen baja biasanya mempunyai bentuk standar dan sifat-sifat
yang tertentu, serta mudah diperoleh di mana-mana.
c)
Keseragaman
Sifat-sifat baja baik sebagai bahan
bangunan maupun dalam bentuk struktur dapat terkendali dengan baik sekali,
sehingga para ahli dapat mengharapkan elemen-elemen dari konstruksi baja ini akan
berperilaku sesuai dengan yang diperkirakan dalam perencanaan. Dengan demikian
bisa dihindari terdapatnya proses pemborosan yang biasanya terjadi dalam
perencanaan akibat adanya berbagai ketidakpastian.
d)
Daktilitas
Sifat dari baja yang dapat mengalami
deformasi yang besar di bawah pengaruh tegangan tarik yang tinggi tanpa hancur
atau putus disebut sifat daktilitas. Adanya sifat ini membuat struktur baja
mampu mencegah terjadinya proses robohnya bangunan secara tiba-tiba. Sifat ini
sangat menguntungkan ditinjau dari aspek
keamanan penghuni bangunan bila terjadi suatu goncangan yang tiba-tiba seperti
misalnya pada peristiwa gempa bumi. Di samping itu keuntungan-keuntungan lain
dari struktur baja, antara lain adalah:
–
Proses
pemasangan di lapangan berlangsung dengan cepat.
–
Dapat
dilakukan penyambungan dengan teknik pengelasan.
–
Komponen-komponen
struktumya bisa digunakan lagi untuk keperluan lainnya.
–
Komponen-komponen
yang sudah tidak dapat digunakan lagi masih mempunyai nilai sebagai besi tua.
– Struktur
yang dihasilkan bersifat permanen dengan cara pemeliharaan yang tidak terlalu
sukar.
– Selain
keuntungan-keuntungan tersebut bahan baja juga mempunyai kelemahan-kelemahan
sebagai berikut :
– Komponen-komponen
struktur yang dibuat dari bahan baja perlu diusahakan supaya tahan api sesuai
dengan peraturan yang berlaku untuk bahaya kebakaran.
Diperlukannya suatu biaya pemeliharaan untuk
mencegah baja dari bahaya karat. Akibat kemampuannya
menahan tekukan pada batang-batang yang langsing, walaupun dapat menahan
gaya-gaya aksial, tetapi tidak bisa mencegah terjadinya pergeseran horisontal
1.2.2.
Kelemahan
Baja
Karakteristik baja yang perlu
diwaspadi adalah mudah berkarat, sehingga diperlukan perawatan dengan teknik
pelapisan permukaan. Kelemahan lain yang perlu mendapat perhatian adalah tidak
tahan terhadap ekspos api, pada suhu dibawah 1000oC perilaku baja
akan menurun kekuatan lebih dari 50%.
1.2.3. Baja Struktur
Sekarang ini sesuai dengan kemajuan
di dalam dunia teknik sipil, untuk membuat suatu konstruksi bangunan banyak
digunakan bahan baja karena ke unggulannya dibandingkan bahan lainnya. Karena
ternyata konstruksi baja lebih kuat, kokoh, hemat waktu, efisien, lebih mudah
dalam pengerjaan dilapangan.
Berikut pada Gambar 1.2
adalah jenis profil baja utama yang
biasa dipakai di Indonesia sebagai bahan bangunan untuk berbagai konstruksi
sesuai kebutuhan. Profil baja yang paling banyak digunakan sebagai bahan
struktur adalah WF
biasa digunakan untuk : balok, kolom, tiang pancang, top & bottom chord
member pada truss, composite beam atau column, kantilever kanopi. Bentuk profil
lain adalah profil “U”, profil “C”, dan profil “L”
Gambar. 1.1 Macam-Macam Profil Baja
1.2.4. Baja Ringan
1)
Kelemahan Baja Ringan :
– Kerangka
atap baja ringan tidak bisa diekspos seperti rangka kayu, sistem rangkanya yang
berbentuk jaring kurang menarik bila tanpa penutup plafon.
–
Karena
strukturnya yang seperti jaring ini maka bila ada salah satu bagian struktur
yang salah hitung ia akan menyeret bagian lainnya maksudnya jika salah satu
bagian kurang memenuhi syarat keamanan, maka kegagalan bisa terjadi secara
keseluruhan.
– Rangka
atap baja ringan tidak fleksibel seperti kayu yang dapat dipotong dan dibentuk
dengan berbagai profil.
– Pemilihan
material memerlukan perhitungan struktur yang teliti dan kuat, karena jika ada
yang salah maka atap bisa roboh total.
– Tergolong
sebagai material rangka atap yang cukup mahal dibanding jenis lainya, namun
keberadaan kayu yang semakin langka telah membuat baja ringan menjadi lebih
murah untuk digunakan.
– Tidak
bisa asal membuat rangka atap, perlu gambar kerja yang benar sehingga atap bisa
dibangun dan berfungsi dengan baik.
–
Dari
segi tampilan arsitektur terlihat kurang bagus jika tidak di desain sedemikian
rupa, oleh karena itu diperlukan plafond penutup agar langit-langit terlihat
bagus.
– Tidak
terjual bebas di toko bahan bangunan, jadi harus memesan langsung pada supplier
rangka atap baja ringan yang biasanya menawarkan harga perencanaan, bahan
berikut pemasangan sampai jadi.
2) Profil Baja Ringan
Baja ringan beberapa tahun ini menjadi material bangunan yang populer diaplikasi sebagai
rangka atap. Beberapa jenis profil baja ringan (Gambar 1.2) yang tersedia di
pasaran dan populer digunakan adalah type omega yang biasa digunakan untuk
reng, profil kanal C digunakan sebagai rangka kuda-kuda.
Gambar. 1.2 Profil dan
aplikasi baja ringan
Profil batang baja ringan yang paling banyak digunakan yaitu profil
"C" (Canal). Bentuk ini dianggap sebagai profil baja
ringan. Profil Canal C merupakan profil tertua pada material batang baja,
3) Spesifikasi ukuran baja ringan
Sementara terkait dimensi ukuran,
seperti tebal baja ringan yang lazim digunakan pada konstruksi baja ringan ini
umumnya memiliki ketebalan 0.75 mm hingga 1.00 mm pada batang utama kuda-kuda
konstruksi. Sedang pada batten/reng ketebalan yang digunakan mulai 0.40 mm hingga
0.60 mm.
Sementara untuk ukuran tinggi profil
juga bervariasi mulai dari 70 mm
hingga 100 mm, dan pada batten/reng tinggi
mulai 31 mm hingga 60 mm. Variasi ukuran ini ditujukan menyesuaikan dengan
kebutuhan lebar bentang rangka yang berhubungan dengan beban/kekuatan yang
disokongnya.
Daftar Pustaka
DPU. (1982). Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia. Pusat
Penelitian dan Pengembangan Pemukiman, Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.
Frick, H., & Koesmartadi, C. (1999). Ilmu bahan
bangunan. Seri Konstruksi Arsitektur, 9.
Suseno, H. (2010). Bahan Bangunan Untuk Teknik Sipil. Malang:
Bargie Media.
Gunawan, I. R. (1994). Pengantar ilmu bangunan.
Kanisius.
Frick, I. H. (2004). Konstruksi
Arsitektur 6 ILMU KONSTRUKSI BANGUNAN KAYU, Pengantar Konstruksi Bangunan (Vol.
6). Kanisius
Komentar