Siapa yang tidak tahu mengenai material bernama kayu? Material alami yang berasal dari batang atau cabang tanaman yang mengalami lignifikasi ini dimanfaatkan dalam dunia konstruksi sebagai material penyusun komponen non-struktural seperti kusen, daun pintu atau komponen arsitektural. Faktanya, kayu dapat digunakan sebagai komponen struktural pada suatu gedung ataupun jembatan.

Penggunaan kayu sebagai komponen struktural diatur dalam SNI 7973 : 2013 tentang Spesifikasi Desain untuk Konstruksi Kayu. Pendesainan komponen struktural kayu memiliki filosofi yang serupa dengan konstruksi beton ataupun baja, yaitu menggunakan metode Desain Faktor Beban dan Ketahanan (DFBK) atau sering dikenal Load and Resistance Factor Design (LRFD).

Sifat Ortotropik

Kayu merupakan produk alami yang diambil langsung dari alam. Berbeda dengan logam yang dibuat dan dicetak, kayu memiliki beberapa keunikan. Bila kita mengetahui bahwa logam bersifat isotropis, berbeda dengan kayu yang bersifat ortotropis. Sifat ortotropis atau ortotropik berarti memiliki sifat mekanis ataupun elastis yang berbeda pada ketiga sumbunya.

Sumbu-sumbu tersebut terdiri dari sumbu longitudinal, radial serta tangensial. Karena sifat unik tersebut, maka dalam pemodelannya diperlukan perbandingan sifat-sifat tersebut. Bodig dan Jayne (1993) mengusulkan perbandingan-perbandingan tersebut sebagai berikut :

E_L : E_R :E_T ≈ 20 : 1,6 : 1

E_L : G_LR ≈ 14 : 1

G_LR : G_LT : G_RT ≈ 10 : 9,4 : 1

Metode Perencanaan DFBK

Metode perencanaan DFBK menurut SNI 7973 : 2013 adalah dimana nilai tahanan terkoreksi (N') harus lebih besar daripada nilai beban terfaktor (Nu).

Beban terfaktor didapatkan dari kombinasi pembebanan yang terdiri dari beban mati, beban mati tambahan, beban hidup, beban hidup atap, beban hujan, beban fluida, beban gempa serta beban akibat tekanan tanah lateral. Sedangkan nilai tahanan terkoreksi didapatkan dari perhitungan yang bergantung pada nilai desain acuan struktur kayu.

Nilai desain acuan akan dikalikan beberapa faktor koreksi yang dimana akan menghasilkan nilai desain terkoreksi.

Apa Saja yang Direncanakan pada Struktur Konstruksi Kayu?

Setelah memahami aturan "bermain" dalam pendesainan struktur kayu, selanjutnya adalah mengetahui dalam perhitungan struktur kayu.

1. Sambungan Mekanik

Sambungan mekanik harus diperhitungkan pada konstruksi kayu. Sambungan-sambungan tersebut harus memperhatikan nilai jumlah alat sambung (nf) dikalikan dengan nilai desain acuan sambungan terkoreksi (Z') harus lebih besar sama dengan beban lateral yang bekerja pada sambungan (Zu).

Pada struktur sambungan akan dijumpai beberapa jenis kelelehan sambungan. Jenis-jenis kelelehan sambungan ini disebut sebagai Mode Kelelehan Sambungan dimana menunjukkan tipe-tipe kegagalan yang terjadi pada sambungan kayu. Kegagalan-kegagalan tersebut dapat terjadi pada kayu yang digunakan atau alat sambung yang digunakan.

2. Struktur Tarik

Struktur tekan berarti struktur yang mengalami gaya berupa tarik. Struktur tarik biasanya dijumpai pada struktur rangka batang seperti jembatan serta kuda-kuda atap. Tahanan nominal truktur tarik (T') harus lebih besar sama dengan beban tarik yang diterima oleh struktur (Tu). Dimana T' adalah perkalian antara nilai kuat tarik terkoreksi (Ft') dikalikan dengan luasan penampang netto (An).

3. Struktur Tekan

Struktur tekan berarti struktur yang mengalami gaya berupa tekan. Sama halnya dengan struktur tarik, struktur tekan biasanya dapat dijumpai pada struktur rangka batang serta beberapa kasus pada struktur kolom suatu bangunan gedung. Tahanan nominal struktur tekan (P') harus lebih besar sama dengan beban tekan yang diterima oleh struktur (Pu). Dimana P' sendiri adalah perkalian antara nilai kuat tekan terkoreksi (Fc') dikalikan dengan luasan penampang bruto (Ag).

4. Struktur Lentur

Struktur lentur berarti struktur yang mengalami momen lentur akibat beban luar yang bekerja. Tahanan nominal struktur lentur (M') harus lebih besar sama dengan momen lentur terfaktor (Mu) dimana M' sendiri adalah perkalian antara nilai kuat lentur terkoreksi (Fb') dikalikan dengan nilai modulus penampang (S).

Selain lentur terhadap momen lentur, struktur lentur juga harus didesain berdasarkan lentur terhadap gaya geser. Tahanan geser terfaktor (V') harus lebih besar sama dengan gaya geser terfaktor (Vu) dimana V' adalah perkalian dari 2/3 dikali dengan nilai kuat geser terkoreksi (Fv') dikalikan dimensi penampang (b×d) untuk penampang persegi.

5. Struktur Lentur-Aksial

Struktur lentur aksial mengalami beban lentur serta aksial sekaligus pada waktu yang sama. Biasanya struktur ini terdapat pada struktur portal yang terdiri dari balok serta kolom. Maka dari itu, pendesainan struktur ini harus mempertimbangkan interaksi antara gaya lentur serta gaya aksial, baik interaksi lentur-tarik maupun interaksi lentur-tekan sesuai dengan beban-beban yang bekerja.