Studi Penggunaan Bambu sebagai Material Alternatif Pengganti Kayu untuk Bahan Pembuatan Bangunan Atas dengan Metode Wooden Ship Planking System

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)

G-90

Studi Penggunaan Bambu sebagai Material Alternatif Pengganti Kayu untuk Bahan Pembuatan Bangunan Atas dengan Metode Wooden Ship Planking System Alfadi Akbar, Heri Supomo Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: [email protected] Kayu jati sebagai material dasar pembangunan kapal kayu terus mengalami kenaikan harga. Bambu Betung (Dendrocalamus asper) sebagai material alternatif memiliki keunggulan sifat mekanis yang baik, laju pertumbuhan yang cepat, dan mudah dibudidayakan. Namun demikian, pengaplikasian bambu Betung sebagai komponen konstruksi perlu dibuat dalam bentuk laminasi untuk mengatasi anatomi bambu yang berongga. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan nilai kuat tarik dan kuat tekan bambu laminasi yang memiliki dua variasi bentuk penampang bilah T dan persegi empat sebagai lamina dengan sudut 90° antar lapisan, untuk diaplikasikan pada bangunan atas kapal kayu 5 GT, 15 GT, dan 30 GT serta mengetahui biaya produksi bambu laminasi untuk pembuatan bangunan atas kapal kayu 30 GT. Di dalam tugas akhir ini, dilakukan pengujian tarik dan pengujian tekan pada masing –masing variasi bambu laminasi. Dengan mengetahui dimensi penampang, kebutuhan bambu laminasi dapat diketahui untuk dibandingkan dengan kebutuhan kayu jati satu bangunan atas. Dari hasil pengujian diketahui bahwa kuat tarik bambu laminasi variasi satu dan variasi dua masingmasing adalah 79.68 N/mm2 dan 95.03 N/mm2. Kuat tekan variasi satu dan variasi dua adalah 31.47 N/mm2 dan 31.33 N/mm2. Dimensi penampang Deck Beam dengan bambu laminasi untuk kapal 5 GT, 15 GT, dan 30 GT secara berurutan adalah 50 x 70 mm, 80 x 80 mm, dan 80 x 90 mm. Dimensi penampang penegar dinding, secara berurutan adalah 50 x55 mm, 60 x 75 mm, dan 65 x80 mm. Sementara untuk tebal kulit bangunan atas, secara berurutan adalah 18 mm, 35 mm, dan 35 mm. Biaya produksi bambu laminasi untuk bangunan atas kapal 30 GT adalah Rp 4.981.297,00.

menggunakan kayu, bambu ataupun batang-batang papirus seperti yang digunakan bangsa mesir kuno kemudian digunakan bahan bahan logam seperti besi/baja karena kebutuhan manusia akan kapal yang kuat. Untuk penggeraknya manusia pada awalnya menggunakan dayung kemudian angin dengan bantuan layar, mesin uap setelah muncul revolusi Industri dan mesin diesel serta Nuklir. Beberapa penelitian memunculkan kapal bermesin yang berjalan mengambang di atas air seperti Hovercraft dan Eakroplane. Serta kapal yang digunakan di dasar lautan yakni kapal selam. Sampai saat ini kayu jati masih merupakan jenis kayu yang paling banyak dipakai sebagai bahan utama untuk pembangunan kapal kayu. Hal ini dikarenakan sifat dari kapal kayu yang apabila terkena air kayu tersebut akan semakin kuat. Namun seiring berjalannya waktu, Hutan Tanaman Industri (HTI) yang digunakan sebagai tempat pelestarian kayu Jati kini beralih fungsi menjadi perkebunan kelapa sawit. Hal ini tak elak menyebabkan jumlah persediaan kayu Jati semakin menipis yang kemudian hal ini berdampak pada sulitnya memperoleh kayu Jati. Untuk mengatasi hal tersebut saat ini pihak galangan kapal kayu terpaksa mengganti bahan utama pembuatan bangunan atas kapal kayu dengan kayu jenis lain [1]. Hal ini dilakukan untuk memperkecil jumlah kayu Jati yang harus digunakan dalam pembangunan kapal kayu tersebut. Salah satu cara memperkecil jumlah pemakaian adalah mengganti bahan material bangunan atas kapal kayu menjadi bambu. Dalam penelitian ini akan dibahas berapakah dimensi komponen konstruksi bangunan atas kapal dengan material bambu laminasi dan berapa biaya produksi bambu laminasi untuk bangunan atas kapal kayu 30 GT.

Kata kunci: bangunan atas, bambu laminasi, kapal kayu II. METODOLOGI PENELITIAN I. PENDAHULUAN Berabad-abad kapal digunakan oleh manusia untuk mengarungi sungai atau lautan yang diawali oleh penemuan perahu. Biasanya manusia pada masa lampau menggunakan kano, rakit ataupun perahu, semakin besar kebutuhan akan daya muat maka dibuatlah perahu atau rakit yang berukuran lebih besar yang dinamakan kapal. Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan kapal pada masa lampau

Penelitian ini dilakukan dengan studi literatur, pengumpulan data, dan pengujian laboratorium. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tekan dan tarik pada 2 variasi penampang bilah bambu (Gambar 1). Pengujian disesuaikan dengan SNI 03 – 3399 – 1994 untuk pengujian tarik dan SNI M – 27 – 1991 – 03 untuk pengujian tekan [2]. Masing-masing adalah standard pengujian dalam labarotarium .

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)

Gambar 1. Penampang melintang contoh material variasi satu (kiri) dan dan

G-91

bangunan atas, dapat diketahui beban tekan dan beban tarik yang dapat ditahan oleh komponen konstruksi tersebut [3].

….................................(2) Di mana: P variasi dua (kanan)

Selanjutnya diperlukan data-data dimensi komponen konstruksi bangunan atas kapal kayu sebagai kapal pembanding dengan ukuran 5 GT, 15 GT dan 30 GT yang didapatkan dari PT. Seatech Indonesia untuk perhitungan teknis sehingga dimensi komponen konstrusi bangunan atas dengan material bambu laminasi bisa dihitung. Data yang didapatkan ditulis pada Tabel 1 untuk dimensi penampang Deck Beam, Tabel 2 untuk dimensi penampang kulit, dan Tabel 3 untuk dimensi penampang penegar dinding: Ukuran Penampang Deck Beam (mm) 50x40 60x60 70x60

5 GT 15 GT 30 GT

5 GT 15 GT 30 GT

Ukuran Penampang Kulit (mm) 1200x10 1321x20 1900x20

………………………….(3)

Luas Penampang 2 (mm )

P

2000 3000 4200

a

Tabel 2. Dimensi Penampang Kulit

Ukuran Volume

Kemudian dari pengujian tekan dan pengujian tarik bambu laminasi, didapatkan nilai kuat tekan dan kuat tarik. Nilai ini kemudian dimasukkan ke persamaan (3) untuk mendapatkan luas penampang komponen konstruksi bangunan atas dengan material bambu laminasi.

Di mana:

Tabel 1. Dimensi Penampang Deck Beam

Ukuran Volume

a

Luas Penampang 2 (mm ) 12000 26420 38000

5 GT 15 GT 30 GT Perhitungan persamaan:

teknis

Ukuran Penampang Penegar Dinding (mm) 40x40 50x50 60x50 dilakukan

III. HASIL DAN DISKUSI

Luas Penampang 2 (mm ) 1600 2500 3000 dengan

menggunakan

Berdasarkan pengujian tarik dan pengujian tekan variasi satu dan dua, didapatkan nilai kuat tarik dan kuat tekan dengan cara membagi nilai beban tarik/beban tekan dengan luas penampang spesimen uji yang ditulis pada Tabel 4 dan Tabel 5 untuk kuat tekan dan tarik variasi 1, serta Tabel 6 dan Tabel 7 untuk kuat tekan dan tarik variasi 2. Tabel 4. Kuat Tekan Variasi 1

Spesimen Tekan

………………………….(1) Di mana: P a

= Kuat Tarik/Kuat Tekan Bambu Laminasi = Beban Tarik/Beban Tekan yang dapat ditahan oleh komponen konstruksi dengan material kayu jati = Luas Penampang komponen konstruksi dengan material bambu laminasi

Dengan mengetahui dimensi penampang komponen konstruksi, maka dapat dihitung kebutuhan volume bambu laminasi untuk pembuatan bangunan atas kapal ikan 30 GT. Perhitungan ekonomis dihitung dengan mengukur kebutuhan JO dan material untuk memproduksi 1 meter kubik laminasi dan dibandingkan dengan harga kayu jati kelas 1 per meter kubik.

Tabel 3. Dimensi Penampang Penegar Dinding

Ukuran Volume

= Kuat Tarik/Kuat Tekan = Beban Tarik/Beban Tekan yang dapat ditahan oleh komponen konstruksi dengan material kayu jati = Luas Penampang komponen konstruksi kapal pembanding

= Kuat Tarik/Kuat Tekan = Beban Tarik/Beban Tekan = Luas Penampang

Dengan mengetahui kuat tarik dan kuat tekan kayu jati, serta dimensi penampang masing-masing komponen konstruksi

1 2 3

1 Pmaks (N) 75000 75000 86000

2 A (mm2) 2500 2500 2500 Rata-rata

(1/2) maks

(N/mm2) 30 30 34.4 31.47

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)

Tabel 9. Beban Tekan Komponen Konstruksi Bangunan Atas Kapal 15 GT

Tabel 5. Kuat Tarik Variasi 1

Spesimen Tarik

1

2

(1/2)

Pmaks

A

maks

(N)

(mm2)

(N/mm2)

1

2600

45.6

57.02

2

5300

45.6

116.23

3

3000

45.6

65.79

Rata-rata

79.68

1 2 3

1 Pmaks (N) 74500 77500 83000

2 A (mm2) 2500 2500 2500 Rata-rata

1 2 3

1 Pmaks (N) 5900 3200 3900

maks

(N/mm2) 29.8 31 33.2 31.33

2 A (mm2) 45.6 45.6 45.6 Rata-rata

(1/2) maks

(N/mm2) 129.39 70.18 85.53 95.03

Dari pengujian kuat tarik dan kuat tekan, diketahui bahwa nilai kuat tarik bambu laminasi variasi satu (79.68 N/mm2) dan variasi dua (95,03 N/mm2) lebih tinggi dari pada kuat tarik kayu jati yang bernilai 69,62 N/mm2. Namun demikian nilai kuat tekan kayu jati (53,95 N/mm2) lebih tinggi dibandingkan nilai kuat tekan bambu laminasi variasi satu (31,47 N/mm2) dan variasi dua (31,33 N/mm2) sehingga perhitungan dimensi penampang untuk komponen konstruksi bangunan atas dengan material bambu laminasi dilanjutkan dengan perhitungan beban tekan dan kuat tekan dengan asumsi kuat tekan yang lebih lemah memerlukan luas penampang yang lebih besar. Selanjutnya adalah perhitungan beban tekan pada masing-komponen konstruksi yang ditulis dalam Tabel 8 untuk kapal 30 GT, Tabel 9 untuk kapal 15 GT, dan Tabel 10 untik kapal 5 GT. Tabel 8. Beban Tekan Komponen Konstruksi Bangunan Atas Kapal 30 GT

No

Komponen

1 2 3

Deck Beam Papan Kulit Penegar

Komponen Deck Beam Papan Kulit Penegar

1 2 3

1 (1 x 2) Luas Penampang (mm2) 4200 38000 3000

2 Kuat Tekan Kayu Jati (N/mm2) 53.95 53.95 53.95

3 (3 x 4) Beban Tekan (N) 226590 2050100 161850

3 (1 x 2) Luas Penampang (mm2) 3600 26420 2500

4 Kuat Tekan Kayu Jati (N/mm2) 53.95 53.95 53.95

5 (3 x 4) Beban Tekan (N) 194220 1425359 134875

Tabel 10. Beban Tekan Komponen Konstruksi Bangunan Atas Kapal 5 GT

Komponen

(1/2)

Tabel 7. Kuat Tarik Variasi 2

Spesimen Tarik

No

No

Tabel 6. Kuat Tekan Variasi 2

Spesimen Tekan

G-92

1 2 3

Deck Beam Papan Kulit Penegar

3 (1 x 2) Luas Penampang (mm2) 2000 12000 1600

4 Kuat Tekan Kayu Jati (N/mm2) 53.95 53.95 53.95

5 (3 x 4) Beban Tekan (N) 107900 647400 86320

Nilai beban tekan pada masing-masing komponen dimasukkan dan nilai kuat tekan bambu laminasi variasi satu dan dua dimasukkan ke dalam persamaan (3). Nilai kuat tekan untuk variasi satu dimasukkan ke dalam perhitungan luas penampang kulit, dan nilai kuat tekan untuk variasi dua dimasukkan ke dalam perhitungan luas penampang Deck Beam dan penegar dinding. Perhitungan ditulis dalam Tabel 11 untuk luas penampang deck beam, Tabel 12 untuk luas penampang penegar dinding, dan Tabel 13 untuk luas penampang kulit. Tabel 11. Perhitungan Luas Penampang Deck Beam

Ukuran GT Kapal 5 GT 15 GT 30 GT

1 Beban Tekan pada Deck Beam Kapal Kayu (N) 107900 194220 226590

2 Kuat Tekan Laminasi Bambu Variasi 2 (N/mm2) 31.33333 31.33333 31.33333

4 (1 / 2) Luas Penampang Laminasi Bambu (mm2) 3443.62 6198.51 7231.60

Tabel 12. Perhitungan Luas Penampang Penegar Dinding

5 GT

1 Beban Tekan pada Penegar Dinding Kapal Kayu (N) 86320

2 Kuat Tekan Laminasi Bambu Variasi 2 (N/mm2) 31.33333

4 (1 / 2) Luas Penampang Laminasi Bambu (mm2) 2754.89

15 GT

134875

31.33333

4304.52

30 GT

161850

31.33333

5165.43

Ukuran GT Kapal

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)

G-93

Tabel 13. Perhitungan Luas Penampang Kulit

2 Kuat Tekan Laminasi Bambu Variasi 1 (N/mm2)

647400 1425359 2050100

31.46667 31.46667 31.46667

5 GT 15 GT 30 GT

4 (1 / 2) Luas Penampang Laminasi Bambu (mm2) 20574.15 45297.43 65151.48

Dari luas penampang pada tabel 11, tabel 12, dan tabel 13, dilakukan pembulatan angka untuk mendapatkan dimensi penampang yang proporsional dan dapat diproduksi kemudian dibandingkan dengan dimensi penampang kayu jati [4]. Hasilnya ditulis dalam Tabel 14 untuk perbandingan tebal kulit, Tabel 15 untuk perbandingan dimensi deck beam dan Tabel 16 untuk perbandingan dimensi penegar dinding.

Luas Penampang Deck Beam 8000 Luas Penampang (mm2)

Ukuran GT Kapal

1 Beban Tekan pada Kulit Kapal Kayu (N)

6000 4000

No

Ukuran GT

Tebal Kulit Laminasi Bambu (mm)

1

5 GT

10

18

2

15 GT

20

35

3

30 GT

20

35

0

30.00

20

30

40

Gambar 3. Grafik Perbandingan Luas Penampang Deck Beam Tabel 16. Perbandingan Dimensi Penegar Dinding

No

Ukuran GT

1

5 GT

Dimensi Penampang Kayu Jati (mm) 40 x 40

2

15 GT

50 x 50

60 x 75

3

30 GT

60 x 50

65 x 80

Luas Penampang (mm2)

Tebal Kulit Bangunan Atas (mm)

40.00

10

Ukuran Volume Kapal (GT)

Dimensi Penampang Laminasi Bambu (mm) 50 x 55

Luas Penampang Penegar Dinding

6000

Tebal Kulit Bangunan Atas Kapal

Kayu

0

Tabel 14. Perbandingan Tebal Kulit

Tebal Kulit Kayu Jati (mm)

Laminasi

2000

5000 4000 3000

Laminasi

2000

Kayu

1000 0

20.00

Laminasi

10.00

Kayu

0

10 20 30 40 Ukuran Volume Kapal (GT) Gambar 4. Grafik Perbandingan Luas Penampang Penegar Dinding

0.00 0

10

20

30

Langkah pertama perhitungan ekonomis adalah mengukur kebutuhan material dan kebutuhan JO (jam orang) untuk masing-masing variasi. Total harga dari variasi satu dan dua ada dalam tabel 17.

40

Ukuran Volume Kapal (GT) Gambar 2. Grafik Tebal Kulit

Tabel 17. Perbandingan Biaya

Tabel 15. Perbandingan Dimensi Deck Beam

Dimensi Penampang Kayu Jati (mm)

Dimensi Penampang Bambu Laminasi (mm)

1 Biaya Tenaga Kerja

2 Biaya Material (Rupiah)

3 (1 + 2) Total Biaya Produksi (Rupiah)

No

Ukuran GT

1

5 GT

50 x 40

50 x 70

2

15 GT

60 x 60

80 x 80

1

434.313,54

5.797.004

6.231.317,54

3

30 GT

70 x 60

80 x 90

2

894.279,16

8.981.131

9.874.410,16

Variasi

(Rupiah)

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)

G-94

Tabel 18. Perbandingan Biaya Produksi Bambu Laminasi dengan Kayu Jati untuk Bangunan Atas 30 GT

1

2

Volume Kayu (m3)

Harga Kayu (Rupiah)

0.32341

24.000.000

3

4

Volume Laminasi

Harga Laminasi

Variasi 1 (m3)

Variasi 2 (m3)

0.42893017

Variasi 1 (Rupiah)

5 Total Harga

Variasi 2 (Rupiah)

6.727.660,25 0.195056

7.761.840 10.897.381 Total

Selanjutnya dilakukan dengan menghitung kebutuhan volume bambu laminasi dan kayu jati untuk satu bangunan atas kapal kayu 30 GT [5]. Kebutuhan volume diketahui dengan cara mengalikan luas penampang komponen konstruksi dengan panjangnya. Untuk kulit, digunakan bambu laminasi variasi satu, sedangkan untuk komponen konstruksi lainnya menggunakan bambu laminasi variasi dua. Dalam Tabel 18, dijelaskan perincian kebutuhan volume bambu laminasi variasi satu dan variasi dua, serta kebutuhan volume kayu jati, kemudian dibandingkan harga kedua material tersebut. KESIMPULAN/RINGKASAN Kemampuan material laminasi bambu variasi 1 dan variasi 2 untuk menahan beban tarik lebih kuat dibandingkan kayu jati, masing-masing adalah 79.68 N/mm2 dan 95.03 N/mm2. Sementara kemampuan laminasi bambu variasi 1 dan variasi 2 untuk menahan beban tekan lebih lemah dibandingkan kayu jati, masing-masing bernilai 31.47 N/mm2 dan 31.33 N/mm2. Namun demikian, bambu laminasi tetap dapat digunakan sebagai material bangunan atas dengan memperbesar luas penampang dengan tujuan mengakomodir beban tekan yang lebih lemah dari kayu jati. Dimensi penampang Deck Beam dengan bambu laminasi untuk kapal 5 GT, 15 GT, dan 30 GT secara berurutan adalah 50 x 70 mm, 80 x 80 mm, dan 80 x 90 mm, sementara dengan material kayu jati adalah 50 x 40 mm, 60 x 60 mm, 70 x 60 mm. Dimensi penampang penegar dinding dengan material bambu laminasi, secara berurutan adalah 50 x55 mm, 60 x 75 mm, dan 65 x80 mm sedangkan dengan material kayu jati adalah 40 x 40 mm, 50 x 50 mm, dan 60 x 50 mm. Tebal kulit bangunan atas dengan material bambu laminasi secara berurutan adalah 18 mm, 35 mm, dan 35 mm, sementara dengan material kayu jati adalah 10 mm, 20 mm, dan 20. Biaya produksi bambu laminasi untuk pembangunan bangunan atas kapal ikan kayu 30 GT Pangkal Pinang adalah Rp 4.981.297,00. Sementara jika menggunakan kayu jati adalah Rp 7.761.840,00. Untuk penelitian selanjutnya disarankan untuk melakukan perhitungan biaya overhead seperti indirect material cost.

(1 x 2) Kayu (Rupiah)

(3 x 4) Laminasi (Rupiah) 2.885.697 2.125.600

7.761.840

4.981.297

UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada PT Seatech Indonesia selaku perusahaan yang telah menyediakan data lengkap. DAFTAR PUSTAKA [1] Sukmono, B. (2006). Studi Proses Produksi Bambu Laminasi Sebagai Alternatif Bahan Baku Kapal. Surabaya: ITS. [2] Tarkono. (2005). Penggunaan Laminasi Kayu dan Bambu Untuk Komponen Balok Pada Kapal Kayu. Surabaya: ITS. [3] Saputra, H. H. (2006). Pengujian Jenis Kayu Alternatif Pembuatan Kapal Di Indonesia. Surabaya: ITS. [4] Widodo, A. B. (2007). Karakterisasi Material Laminasi Kayu Jati (Tectona grandis L.f) dan/atau Bambu Betung (Dendrocalamus asper) Untuk Penggunaan Struktur Kapal. Surabaya: ITS. [5] Sutrisno, R. A. (2012). Analisa Teknis dan Ekonomis Produksi Kapal Ikan Tradisional Dengan Kulit Lambung dan Geladak Kayu Laminasi Serta Konstruksi Gading dan Geladak Aluminium. Surabaya: ITS.