`1

DECLARATION OF THESIS / UNDERGRADUATE PROJECT PAPER AND

COPYRIGHT

Author’s full name : NUR HAMIZAH BINTI RAHMAT

Date of birth : 15 NOVEMBER 1987

Title : KAPASITI BEBAN PAKSI DALAM MEREKABENTUK

TIANG KAYU BERDASARKAN MS 544:2001 DAN BS

5268:1996

Academic Session : 2009/2010

I declare that this thesis is classified as:

I acknowledged that Universiti Teknologi Malaysia reserves the right as

follows:

1. The thesis is the property of Universiti Teknologi Malaysia.

2. The Library of Universiti Teknologi Malaysia has the right to make copies

for the purpose of research only.

3. The Library has the right to make copies of the thesis for academic

exchange. Certified by :

SIGNATURE SIGNATURE OF SUPERVISOR

871104-49-5778 PM.DR SUHAIMI ABU BAKAR

(NEW IC NO. /PASSPORT NO.) NAME OF SUPERVISOR

Date : Date :

CONFIDENTIAL (Contains confidential information under the Official

Secret Act 1972)*

RESTRICTED (Contains restricted information as specified by the

organization where research was done)*

OPEN ACCESS I agree that my thesis to be published as online open

access (full text)

UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA

NOTES : * If the thesis is CONFIDENTAL or RESTRICTED, please attach with the letter

from the organization with period and reasons for confidentiality or

restriction.

PSZ 19:16 (Pind. 1/07)

`i

“ Saya akui bahawa saya telah membaca karya ini dan pada perspektif saya karya ini

adalah memadai dari segi skop dan kualiti bagi tujuan penganugerahan ijazah Sarjana

Muda Kejuruteraan Awam”

Tandatangan : ……………………………

Nama Penyelia : PM DR. SUHAIMI ABU BAKAR

Tarikh : ………………………….....

`ii

KAPASITI BEBAN PAKSI DALAM MEREKABENTUK TIANG KAYU

BERDASARKAN MS 544:2001 DAN BS 5268:1996

NUR HAMIZAH BINTI RAHMAT

Laporan projek ini dikemukakan

Sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat

Penganugerahan ijazah Sarjana Muda Kejuruteraan Awam

Fakulti Kejuruteraan Awam

Universiti Teknologi Malaysia

APRIL 2010

`iii

“ Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya kecuali nukilan dan ringkas yang tiap-tiap

satunya telah saya jelaskan sumbernya”

Tandatangan : ………………………..

Nama Penulis : NUR HAMIZAH BINTI RAHMAT

Tarikh : ………………………….

`iv

PENGHARGAAN

Dengan izin Allah yang Maha Esa, syukur allhamdulillah saya dapat menyiapkan

laporan Projek Sarjana Muda ini mengikut masa yang ditetapkan dengan jayanya.

Di kesempatan ini,saya ingin mengucapkan jutaan ucapan terima kasih yang

tidak terhingga kepada penyelia saya, PM. DR. Suhaimi Abu Bakar@ Md Ramli di atas

segala tunjuk ajar, panduan dan bimbingan yang telah diberikan sepanjang saya

menjalankan projek ini. Beliau merupakan individu yang sangat membantu dan

berkaliber tinggi.

Saya juga ingin mengucapkan ribuan terima kasih kepada ibu bapa saya yang

menjadi tunjang kejayaan dalam meniti dan mengharungi kehidupan ini. Pengorbanan,

sokongan moral mereka adalah sumber inspirasi saya. Saya juga ingin mengungkapkan

ucapan terima kasih ini kepada semua penyarah, kakitangan FKA dan rakan-rakan yang

telah memberi kerjasama yang tidak terhimgga sepanjang pengajian saya di UTM ini.

Terima kasih.

`v

ABSTRAK

Kekuatan kayu bergantung kepada kandungan lembapan. Oleh itu, kajian ini

dibuat bagi mengenalpasti pengaruh kandungan lembapan terhadap kekuatan kayu. Edisi

baru kod amalan praktis, MS 544:2001 bagi merekabentuk kayu telah diperkenalkan

bagi menggantikan MS 544:1978. MS 544 telah mengelaskan kayu berdasarkan

kumpulan kekuatan manakala BS 5268 mengkategorikan kayu sebagai kelas kekuatan.

Masalah kedua muncul apabila terdapat perbezaan nilai yang tinggi bagi kapasiti beban

yang ditanggung oleh tiang di antara kumpulan kekuatan umum dan sepsis individu

walaupun berada dalam kumpulan kekuatan kayu yang sama. Rekabentuk tiang kayu ini

menetapkan nilai saiz tiang dan juga keadaan hujung tiang. Dalam rekabentuk ini,

perisian Mathcad digunakan bagi membantu proses rekabentuk. Keputusan kajian

menunjukkan bahawa kandungan lembapan mempengaruhi nilai kapasiti beban yang

boleh ditanggung. Namun, keputusan rekabentuk yang diperolehi dari BS 5268 kurang

dipengaruhi oleh kandungan lembapan kerana kelas kekuatan yang digunakan tidak

mengelaskan kayu berdasarkan keadaan basah atau kering.

`vi

ABSTRACT

The strength of timber depends on moisture content. This study is to determine

the influence of moisture content on timber strength. A new edition of design code for

timber, MS 544:2001 have been introduced recently for replacing MS 544:1978. MS

544 was classified their timber under strength group, while the BS 5268 categorize

timber under the strength classes. The second problem appears when there is a high

difference in value of load capacity that can be withstand by the columns between the

general strength group and individual species although they are under the same strength

group. During design, the dimension and the end condition of the timber column will be

remain constant. Mathcad will be used in the design prosess. The result show that the

moisture content give an influent to the load capacity that exerted to the timber column.

However, the result obtained from BS 5268 design is less affected by moisture content

because of the strength class used are not classified based on wet or dry condition.

`vii

ISI KANDUNGAN

BAB PERKARA MUKA SURAT

PENGAKUAN ііі

PENGHARGAAN іv

ABSTRAK v

ABSTRACT vі

ISI KANDUNGAN vіі

SENARAI JADUAL x

SENARAI RAJAH xі

SENARAI SIMBOL xіі

BAB 1 PENGENALAN

1.1 Pengenalan 1

1.2 Latar Belakang Kajian 2

1.3 Objektif Kajian 3

1.4 Skop Kajian 4

1.5 Kepentingan Kajian 4

`viii

BAB 2 KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan 6

2.2 Sifat-sifat Fizikal Kayu 9

2.2.1 Kandungan Kelembapan Kayu 9

2.2.2 Ketumpatan 11

2.2.3 Kecerunan Ira 12

2.2.4 Kecacatan Kayu 13

2.2.5 Saiz Kayu 17

2.2.6 Sifat kebakaran 17

2.3 Sifat-sifat Kekuatan Kayu 18

2.3.1 Kekuatan Tegasan 18

2.3.2 Kekuatan Mampatan 19

2.3.3 Kekuatan Ricih 20

2.3.4 Kekuatan Lenturan 21

2.3.5 Kekuatan Kayu 22

2.4 Penggredan Kumpulan Kayu ( MS 544) 23

2.5 Pengelasan Kayu (BS 5268) 25

2.6 Pengeringan Kayu 28

2.6.1 Kaedah Pengeringan Kayu 29

2.7 Pengecutan 30

2.8 Pengawetan 30

`ix

BAB 3 METODOLOGI KAJIAN

3.1 Rekabentuk Struktur 34

3.2 Kapasiti Kayu 35

3.3 Tiang Kayu 35

3.3.1 Panjang Efektif 37

3.3.2 Nisbah Kelangsingan 39

3.4 Tempoh Pembebanan 40

3.5 Tegasan Izin 40

3.6 Faktor Ubahsuai 41

3.6.1 Tempoh Beban 41

3.6.2 Perkongsian Beban 42

3.6.3 Faktor Bentuk 43

3.6.4 Faktor Ubahsuai Anggota Mampatan 44

3.7 Mathcad 45

BAB 4 KEPUTUSAN DAN ANALISIS

4.1 Nilai kapasiti beban 49

4.1.1 rekabentuk berdasarkan MS 544 dan

BS 5268

50

4.1.2 Kumpulan kekuatan kayu dan

individual spesis

54

4.2 Pemilihan kayu 59

BAB 5 KESIMPULAN 61

`x

SENARAI JADUAL

NO TAJUK MUKA SURAT

2.1 Hubungan Kandungan Lembapan dan Kekuatan 11

2.2 Ketumpatan bagi beberapa jenis kayu 12

2.3 Kecerunan ira maksimum 13

2.4 Kecerunan Ira Kayu 13

2.5 Kecacatan kayu 16

2.6 Saiz keratan rentas 17

2.11 Nisbah Kekuatan kayu untuk gred Tegasan 24

2.12 kumpulan kekuatan 25

3.1 Keratan rentas dan Panjan tiang 37

3. 2 Panjang berkesan tiang 38

3.3 Faktor-faktor ubahsuai 41

3.4 Faktor Ubahsuai bagi tempoh pembebanan 42

3.5 Faktor Ubahsuai Bentuk 43

4.1 Nilai Kapasiti beban bagi kelas kekuatan (BS 5268) 50

4.2 Nilai kapasiti beban bagi kumpulan kekuatan MS 544 51

4.3 Kekuatan Mekanikal Meranti Berbanding spesis lain 61

`xi

SENARAI RAJAH

NO TAJUK MUKA SURAT

2.7 Tegasan Tegangan 19

2.8 Tegasan Mampatan 20

2.9 Tegasan Ricih 21

2.10 Tegasan Lenturan 21

4.5 Balau dan Chengal dari SG1 54

4.6 Merbau dan Resak dari SG4 55

4.7 Keruing, Meranti Muda Tua dan Meranti Putih 56

4.8 Jelutong, Meranti Merah Muda dan Meranti Kuning 57

4.9 Nilai kapasiti beban dari kayu meranti 59

4.11 Tekstur Meranti Merah Tua dan Meranti Merah Muda 61

`xii

SENARAI SIMBOL

L panjang tiang, m

Le panjang efektif tiang, m

r jejari legaran, mm

b lebar keratan rentas, mm

h tinggi keratan rentas, mm

A luas keratan rentas, mm2

I momen sifattekun, mm4

λ nisbah kelangsingan

Z Modulus elastic keratan, mm3

σmg Lenturan selari dengan ira, N/mm2

σcg Mampatan selari dengan ira, N/mm2

Emin Modulus elastic minimum, N/mm2

P Kapasiti Beban, kN

`1

BAB 1

PENGENALAN

1.1 Pengenalan

Kayu merupakan khazanah hutan yang mudah untuk didapati dan mudah diproses

untuk dijadikan bahan binaan dengan wujudnya kemajuan teknologi masa kini. Pemilihan

dan pengunaan kayu dalam bidang pembinaan memerlukan pengetahuan yang teliti

tentang sifat-sifat kayu. Hal ini kerana, sifat sesuatu kayu adalah berbeza-beza walaupun

dihasilkan dari pokok yang sama. Kayu merupakan salah satu bahan binaan yang

digunakan sebagai struktur sementara dalam penghasilan acuan pembuatan konkrit dan

digunakan secara kitar semula sehingga empat kali sebelum dihapuskan. Ia juga

merupakan bahan api atau bahan bakar yang sudah lama digunakan untuk keperluan

rumah dan juga kilang-kilang. Tambahan lagi,

`2

Kedudukan Malaysia yang terletak di garisan Khatulistiwa memberi banyak

keistimewaan. Malaysia dilitupi dengan kawasan hutan tropika yang luas dan kaya

dengan pelbagai jenis kayu keras seperti balau, chengal, resak, merbau dan sebagainya.

Dengan menggunakan teknik dan perancangan yang teliti dan tepat, kayu mampu

menjadi bahan yang tahan lasak, ringan, mempunyai kekuatan yang tinggi dan

sebagainya. Ini menjadikan kayu sebagai satu bahan binaan yang lebih ekonomi dari segi

kos berbanding bahan binaan lain jika dibina sebagai struktur tiang.

1.2 Latar Belakang Kajian

Dalam bidang pembinaan penggunaan kayu sebagai struktur-struktur utama

semakin berkurangan dengan wujudnya teknologi yang semakin berkembang maju,

namun rekabentuk kayu masih diperlukan. Rekabentuk kayu juga perlu diterapkan dan

dikekalkan supaya penggunaan kayu dalam bidang pembinaan terus berkembang maju.

Salah satu elemen utama struktur bagi sesebuah bangunan ialah struktur tiang

yang menangung daya mampatan. Tiang dikenali sebagai anggota mampatan yang boleh

direkabentuk dengan bahan yang berasaskan kayu. Walaubagaimanapun, kekuatan

mampatan kritikal bagi setiap jenis kayu adalah berbeza-beza. Oleh sebab itu, kajian yang

lebih menyeluruh mengenai kekuatan, cirri-ciri kegagalan dan kebolehupayaan kayu

dilaksanakan.

Seperti sedia maklum, kebanyakkan kajian dalam rekabentuk kayu banyak

merujuk kepada kod amalan praktik BS 5268: bahagian 2:1996. Terkini, Malaysian

`3

Standard (MS) semakin banyak digunakan bagi merekabentuk kayu. MS 544 yang

terbaru telah diterbitkan pada 2001 bagi menggantikan MS 544 yang lama terbitan 1978.

Tambahan lagi, kajian ini akan memperkenalkan penggunaan perisian mathcad kepada

para pengguna bagi memudahkan lagi proses rekabentuk kayu. Rekabentuk kayu

menggunakan perisian ini berpandukan MS544:2001 dan tertumpu kepada rekabentuk

struktur tiang sahaja.

1.3 Objektif Kajian

Objektif adalah suatu yang penting dalam sesebuah kajian.Hal ini kerana, kajian

dapat dijalankan kerana wujudnya objektif yang perlu dipenuhi. Selain itu, ianya

memberi kesan kepada penyelidik-penyelidik di Malaysia bagi meneruskan kajian

mengenai kekuatan struktur kayu dan menanam minat yang mendlam mengenai kayu.

Objektif bagi kajian ini adalah menentukan nilai kapasiti beban bagi struktur tiang

kayu berdasarkan BS 5268 dan MS 544. Tegasan kayu hanya diuji dalam keadaan

mampatan sahaja. Selain itu, faktor peratusan lembapan juga ditekankan dalam

menentukan kekuatan struktur kayu.

`4

1.4 Skop Kajian

Skop kajian adalah perkara yang penting untuk dikenalpasti sebelum sesuatu kajian

dibuat. Hal ini supaya kajian ini tidak terpesong jauh daripada apa yang dikehendaki.

Skop bagi kajian ini hanya tertumpu kepada:

1) Nilai kapasiti beban yang mampu ditanggung oleh spesis kayu yang berlainan

2) Rekabentuk berdasarkan dua kod amalan praktik iaitu MS 544 dan juga BS 5268

3) Pengaruh kandungan lembapan terhadap kekuatan kayu.

1.5 Kepentingan Kajian

Kajian yang mendalam dan terperinci terhadap sifat-sifat kayu amat penting

sekali. Hal ini kerana, kayu merupakan bahan binaan yang mempunyai sifat yang

sukar untuk diramalkan. Kurangnya kajian mengenai kayu menyebabkan kurangnya

pengetahuan dan kepercayaan kepada penggunaan kayu dalam industri

pembinaan.Dengan kajian ini, para penyelidik dapat membuka mata supaya

penyelidikan terhadap kayu ini berterusan. Penyelidikan ini juga dapat memberi

pengetahuan dan kepercayaan kepada pengguna kayu untuk menggunakan kayu

sebagai struktur binaan pada masa akan datang.

`5

Selain itu, dalam kajian ini perbandingan nilai kapaciti beban dibuat berdasarkan

panduan yang berlainan. Justeru itu, para pengguna kayu boleh membuat pemilihan

yang tepat dengan membandingkan nilai kapasiti beban yang boleh ditanggung oleh

struktur tiang kayu.

`6

BAB 2

KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan

Seperti sedia maklum, peranan kayu masih kekal sebagai bahan asas dalam

kehidupan seharian. Hal ini kerana, kayu masih digunakan sebagai tempat berlindung,

barang peralatan dan juga kenderaan. Tambahan kedudukan Malaysia yang terletak di

garisan Khatulistiwa memberi banyak keistimewaan dari segi komposisi dan

kepelbagaian jenis kayu yang berisipadu tinggi. Justeru itu, peluang untuk memilih kayu

yang terbaik untuk dijadikan bahan binaan terbuka luas. Terdapat penggunaan kayu yang

tidak dapat digantikan dengan bahan lain kerana sifat khas kayu yang dimiliki oleh kayu.

`7

Kayu merupakan hasil hutan yang mudah diproses dan sesuai dengan kemajuan

teknologi. Penggunaan kayu dalam bidang kejuruteraan bukanlah suatu isu yang asing

lagi. Contohnya, dalam bidang industri pembinaan kayu digunakan sebagai kekuda kasau

bangunan, kerangka rumah kayu, dinding, rasuk, lantai, acuan kerja konkrit, sokongan

dan sebagainya. Manakala dalam sistem pengangkutan, kayu digunakan sebagai dek

kapal, jabatan, bot kapal, rel keretapi dan sebagainya. Justeru itu, pengetahuan mengenai

kayu amat penting bagi proses pemilihan, pengolahan serta penggunaannya.

Kelebihan kayu berbanding bahan struktur lain boleh dilihat dari segi ekonomi,

penampilan dan kebolehkerjaannya. Kayu mempunyai daya tahan yang lebi baik (untuk

beberapa aplikasi), kekuatan yang tinggi dan bahan penebat yang baik. Kayu merupakan

bahan binaan yang ternyata lebih murah jika dibandingkan dengan bahan binaan lain

seperti keluli, konkrit bertetulang, dan juga konkrit pracetak. Perbandingan kos

sepenuhnya harus merangkumi kos operasi, penyelenggaraan, insurans dan kos seumur

hidup struktur. Jadual 2.1 menunjukkan perbandingan antara ciri-ciri kayu dan bahan

binaan lain sebagai bahan binaan.

`8

Jadual 2.1: Perbandingan ciri-ciri kayu dengan bahan binaan lain

Bahan

Ciri-ciri

Kayu Bata,

Konkrit

Konkrit

Bertetulang

Keluli

Modulus Elastik 15kN/mm2

25kN/mm2

30 bagi konkrit

460 bagi keluli

200kN/mm2

Rintangan Daya

Tegangan

Baik Sangat Lemah Baik Sangat Baik

Berat per Isipadu Rendah Sederhana Sederhana Tinggi

Kos Rendah Sederhana Tinggi Sangat Tinggi

Kualiti Tidak

Terkawal

Terkawal Terkawal Kualiti Tinggi

Masa Pemasangan Cepat Sederhana Lambat Cepat

Keperluan Mesin/

Loji

Rendah Rendah Tinggi Sangat Tinggi

Kayu juga mudah untuk dipotong, dibentuk dan selesai di lapangan. Pada

umumnya, kayu tidak memerlukan lokasi pembinaan lain dan ini akan menjimatkan masa

dan kos pembinaan. Struktur kayu yang rosak mudak untuk diperbaiki dan ditambah

daripada struktur yang dibina dari bahan lain. Kayu dapat dikategorikan kepada dua

kumpulan iaitu kayu keras dan kayu lembut.

Dalam industri pembinaan amat tinggi bagi kayu keras berbanding kayu lembut.

Perbezaan antara kayu keras dan kayu lembut dapat dilihat melalui kelebaran daun

dimana daun kayu keras lebih lebar manakala daun kayu lembut kecil dan tajam. Struktur

sel kayu keras adalah lebih komplek daripada kayu lembut. Tempoh matang bagi kayu

lembut adalah singkat dan mati dalam tempoh 30 tahun. Namun, kayu keras mengambil

`9

masa lebih 100 tahun untuk mencapai tahap kematangan dan kadar pertumbuhannya

adalah perlahan. Impaknya, daya ketahanan kayu keras adalah lebih kuat daripada kayu

lembut. Dari segi kos pula, kos kayu lembut lebih murah berbanding kayu keras.

2.2 Sifat-sifat fizikal kayu

Sifat kayu berbeza-beza dari spesis ke spesis, dari satu kedudukan ke kedudukan

yang lain pada pohon, dari pohon ke pohon yang lain dan ditanam dilokasi yang sama,

dan juga pohon-pohon yang tumbuh dalam kawasan yang lain. Terdapat beberapa faktor

utama yang mempengaruhi kekuatan dan kebolehkerjaan kayu. Antaranya, adalah

kandungan kelembapan kayu, ketumpatan, kecerunan ira, dan kecacatan kayu.

2.2.1 Kandungan Lembapan

Majoriti bahan-bahan binaan yang digunakan menggandungi nilai kandungan

tersendiri. Oleh itu, kayu juga mempunyai kandungan lembapan tersendiri yang

diperolehi semasa berlakunya proses pertumbuhan. Kandungan lembapan ditakrifkan

sebagai nisbah berat air dalam kayu terhadap berat kering dan boleh diringkaskan dalam

unit peratusan seperti formula di bawah:

Kandungan Lembapan = х 100%

`10

Kuantiti lembapan kayu perlu dikawal dengan teliti dan berhati-hati serta sesuai

dengan keadaan penggunaannya. Hal ini kerana, kandungan lembapan boleh berubah-

ubah mengikut keadaan persekitaran dan sekiranya kandungan lembapan berlebihan,

kayu akan mengembang dan permukaan kayu mula ditumbuhi kelapuk atau cendawan

dan emngakibatkan struktur binaan akan rosak. Secara semulajadi, sebahagian daripada

kelembapan kayu terletak di dinding sel manakala sebahagian lagi tersimpan dalam sel

rongga. Kecenderungan kayu untuk mengecut dan mengembang dipengaruhi oleh

perubahan kelembapan sekeliling dan dikenali sebagai pergerakan dalam kayu.

Selain itu, kayu juga dikenali sebagai bahan yang bersifat higroskopis iaitu kayu

dapat menyerap dan melepaskan kadar air akibat perubahan suhu sekelilingnya. Semakin

lembap udara sekitarnya, semakin tinggi kelembapan kayusehingga tercapai

keseimbanagn dalam lingkungannya. Apabila kelembapan kayu sama dengan

kelembapan udara sekeliling maka kayu berada pada keseimbanagn kandungan

air(EMC). Pola perubahan bagi setiap kekuatan kayu bergantung kepada perubahan

kandungan lembapan bagi setiap kayu. Pelbagai nilai kekuatan boleh diperolehi daripada

kayu yang sama.

Namun, kebanyakkan air yang tersimpan dalam rongga kayu akan hilang semasa

proses pengawetan. Apabila proses pengawetan ini berterusan, ianya akan mengakibatkan

kayu mengalami pengecutan kerana kehilangan air yang banyak. Proses pengeringan

kayu pula merupakan proses penting yang perlu dilakukan sebelum kayu digunakan.

Tujuan utama proses pengeringan adalah untuk meningkatkan kekuatan, ketahanlasakkan

dan juga kebolehkerjaan kayu. Kayu perlu dikeringkan sehingga kandungan lembapan

kurang daripada 15%. Sekiranya, pengeringan kayu berlebihan, kayu akan mengecut dan

berlaku kecacatan kepada kerja binaan yang dihasilkan. Selain itu, proses ini boleh

mengelakkan kayu daripada serangan serangga perosak dan kulat.

`11

Rajah 2.1 Hubungan Kandungan Lembapan dengan Kekuatan [1]

2.2.2 Ketumpatan

Ketumpatan ialah nisbah berat bahan terhadap jumlah isipadu air. Oleh kerana,

isipadu air berubah dengan kandungan ;lembapan, maka gravity tentu kayu dinyatakan

pad kandungan tertentu. Selain itu, ketumpatan kayu bergantung kepada ketebalan

dinding-dinding selnya. Kayu akan mempunyai ketumpatan yang tinggi apabila

kandungan lembapan tinggi kerana berat dan isipadu akan bertambah. Sekiranya, terdapat

rongga yang banyak, ketumpatan kayu akan berkurangan. Ketumpatan kayu tinggi

apabila rongga-rongga dalam kayu kurang dan kekuatan kayu akan semakin meningkat.

Jadual 2.2: Ketumpatan bagi beberapa jenis kayu

`12

2.2.3 Kecerunan Ira

Umumnya, definisi ira kayu ialah arah gentian atau serat pada keratan kayu yang

terbentuk semasa proses pembesaran. Manakala kecerunan ira dapat ditakrifkan sebagai

perbezaan susunan di antara ira kayu dengan paksi pugak kayu. Terdapat enam bentuk ira

kayu. Antaranya, ira lurus, ira pusar, ira serong, ira gelombang, ira lintang dan ira ikat-

punca. Adi Khirazli Bin Marji (2002) menyatakan nilai kekuatan mampatan yang selari

dengan ira adalah lebih tinggi berbanding dengan kekuatan mampatan yang berserenjang

dengan ira. Nilai kekuatan kayu akan berkurangan apabila sudut kecerunan ira besar.

Jadual 2.3 memberikan nilai kecerunan ira yang maksimum berdasarkan gred kayu

seperti yang disarankan oleh MS 544.

`13

Jadual 2.3: Kecerunan Ira maksimun

Gred Kecerunan ira maksimum

Terpilih 1 dalam 16

Tertentu 1 dalam 10.7

Umum 1 dalam 8

Rajah 2.4: Kecerunan ira kayu

2.2.4 Kecacatan kayu

Kecacatan kayu adalah ketidaksempurnaan kayu yang menyebabkan kualiti kayu

menurun atau berkurangan. Terdapat pelbagai jenis kecacatan yang timbul semasa

tempoh pertumbuhan atau semasa proses pertukaran iklim dan sebagainya. Setiap

kecacatan yang terdapat pada kayuakan menyebabkan kekuatan kayu berkurangan dan

merosakkan penampilan. Kecacatan kayu boleh diklasifikasikan kepada kecacatan

semulajadi, kecacatan kimia, kecacatan semasa mengilang dan kecacatan yang

disebabkan oleh proses pengeringan.

`14

Kecacatan semulajadi terjadi semasa proses tumbesaran. Kecacatan semulajadi

termasuklah retakan dan rekahan, kecacatan buku, kecacatan ira dan kulat serta ketebalan

cincin tahunan. Rekahan dan retakan boleh berlaku di mana-mana bahagian kayu dan

mungkin menjadi petanda awal bagi proses pereputan. Manakala, kecacatan buku adalah

kecacatan yang biasa yang terdapat pada kayu. Kecacatan buku adalah bahagian dahan

yang tumbuh melalui batang kayu semasa berlakunya proses tumbesaran. Kawasan buku

adalah lemah dan mudah reout. Oleh itu, kewujudan buku pada kayu akan mengurangkan

kekuatan kayu dan memberi kesan kepada rupa kayu tersebut. Kecacatan ira boleh

berlaku pada arah susunan sel di dalam struktur kayu.

Kecacatan dalam kayu juga boleh disebabkan serangan daripada serangga seperti

kumbang, anai-anai dan sebagainya. Kebanyakkan kerosakkan kayu adalah disebabkan

oleh beberapa jenis kumbang yang hidup dalam batang kayu. Jenis-jenis kumbang yang

merosakkan kayu ialah kumbang perabot,kumbang tanduk, kumbang ambros dan lain-

lain. Saiz lubang yang dibuat oleh kumbang adalah di antara 5mm hingga 25 mm dan

memanjang beberapa sentimeter. Sayangnya, kayu yang telah diserang oleh kumbang

kebiasaannya tidak boleh digunakan lagi. Hal ini berbeza dengan kecacatan yang

disebabkan oleh anai-anai. Kayu yang diserang oleh anai-anai akan mengalami kerosakan

yang lebih teruk berbanding kerosakan yang dibuat oleh kumbang. Anai-anai akan

menyerang kayu yang berkeadaan lembap. Selain itu, cendawan juga turut tumbuh pada

kawasan yang lembap dan mengakibatkan pereputan pada kayu.

Kecacatan secara kimia pula mungkin terjadi apabila kayu digunakan pada tempat

yang tidak sesuai atau apabila digabungkan dengan bahan lain. Kayu seperti Oak, dan

Western red cedar mengandungi asid tanik dan bahan kimia yang lain yang boleh

menghakis bahan besi keluli. Getah dan dammar kayu boleh mengurangkan sifat

kebolehkerjaan kayu dan mengganggu dalam kerja merekatan. Manakala, kecacatan

semasa mengilang adalah disebabkan oleh teknik pengendalian yang kurang teliti semasa

`15

memesin kayu ataupun bagi mendapat keuntungan yang tinggi produk kayu dihasilkan

daripada semua bahagian kayu termasuk kepingan kecil. Kewujudan kecacatan wane

adalah salah satu contoh kecacatan semasa pengilangan.

Seterusnya, kecacatan semasa pengeringan berkait rapat dengan pergerakan di

dalam struktur kayu yang diakibatkan oleh perubahan kandungan lembapan. Pengeringan

yang berlebihan atau yang tidak sekata, dedahan pada panas dan hujan, dan kaedah

penyusunan yang tidak betul semasa berlakunya proses pengeringan boleh

mengakibatkan kecacatan dan perubahan bentuk pada kayu. Kecacatan ini mempunyai

kesan terhadap kekuatan struktur dan juga terhadap pemasangan, kestabilan,

ketahanlasakkan dan hasil kemasan akhir kayu.

`16

Rajah 2.5: Kecacatan Kayu

`17

2.2.5 Saiz kayu

Saiz kayu juga memainkan peranan yang penting dalam mempengaruhi kekuatan

kayu yang digunakan. Saiz kayu yang besar akan memberikan tahap kerintangan yang

tinggi terhadap sebarang daya yang dikenakan berbanding dengan kayu yang bersaiz

kecil. Selain itu, kecacatan kayu pada saiz kayu yang lebih besar adalah lebih banyak

daripada kecacatan kayu yang terdapat pada saiz kayu yang kecil. Oleh itu, kayu bersaiz

besar berisiko tinggi berbanding kayu bersaiz kecil.

Rajah 2.6: Contoh Saiz Keratan Rentas

2.2.6 Sifat Kebakaran

Sifat lain suatu kayu adalah sifat kebakaran. Proses pembakaran kayu sangat

dipengaruhi oleh sifat –sifat fizik, kimia dan anatomi kayu. Umumnya, kayu yang

mempunyai pembuluh yang besar lebih mudah untuk dibakar berbanding kayu yang

mempunyai pembulur kecil. Maka, kayu dapat digolongkan kepada dua kelas iaitu kayu

`18

yang memiliki daya tahan bakar besar contohnya merbau, jati dan kayu yang memiliki

daya tahan kecil. Daya tahan bakar kayu dapat dikawal dengan menjadikan kayu sebagai

anti api. Selain itu, kayu perlulah ditutup dengan bahan lapisan yang tidak mudah

terbakar yang berfungsi sebagai pelindung kayu. Kayu yang disapu dengan cat atau

bahan kimia yang bersifat mencegah kebakaran terhadap kayu juga bleh digunakan.

2.3 Sifat-sifat kekuatan kayu

Kayu merupakan bahan binaan semulajadi dan kekutan mekanikalnya tidak dapat

ditentukan dengan tepat. Ia bergantung kepada jenis spesis dan pada bahagian kayu yang

dihasilkan daripada pokok. Umumnya, sifat mekanikal kayu ini dipengaruhi oleh

kandungan lembapan, ketumpatan kayu, faktor tempoh pembebanan dan faktor

kecacatan. Pelbagai sifat kekuatan kayu yang perlu diketahui dan dikuasai. Antaranya

ialah kekuatan tegangan, kekuatan mampatan, kekuatan ricih, kekuatan lenturan dan

sebagainya.

2.3.1 Kekuatan tegasan

Kekuatan tegasan ialah sifat rintangan terhadap daya tegangan yang menarik kayu

tersebut ataupun kebolehan struktur kayu dalam menahan daya yang merenggangkan dari

kedua-dua arah. Terdapat dua jenis kekuatan tegangan yang utama iaitu kekuatan

tegangan yang selari dengan ira dan berserenjang dengan ira. Kekuatan tegangan selari

dengan ira lebih tinggi daripada kekuatan tegangan yang berserenjang dengan ira pada

keadaan kering. Kekuatan tegangan ini bergantung kepada kekuatan serat, panjang dan

`19

tentu arahnya. Kekuatan tegangan dikaitkan dengan sifat mekanik kayu yang meliputi

tiga keadaan iaitu rintangan terhadap ubah bentuk dan sifat kenyal dan juga sifat

kekuatan. Secara teknikal, kayu keras lemah dalam mampatan selari dengan ira tetapi

kuat dalam tegangan.

Rajah 2.7: Tegasan Tegangan

2.3.2 Kekuatan Mampatan

Kekuatan mampatan adalah kebolehan kayu menahan daya yang cuba

memampatkan kayu dalam kedua-dua arah. Kekuatan kayu ini biasanya dipengaruhi oleh

kandungan lembapan dalam kayu, bagi kayu kering yang mempunyai kandungan

lembapan yang kurang daripada kayu basah adalah lebih kuat. Kekuatan mampatan

serenjang dengan ira adalah antara 10% hingga 30% daripada kekuatan mampatan

maksimum selari dengan ira. Selain itu, kekuatan mampatan yang berserenjang dengan

ira mempunyai kaitan rapat dengan kekerasan kayu berbanding dengan kekuatan

mampatan yang selari dengan ira. Namun, kekuatan yang selari dengan ira akan

menghasilkan nilai kekuatan yang tinggi dan baik. Hal ini adalah kerana struktur kayu

yang mempunyai unit-unit sel yang berbentuk tiub dalam erti kata lain ia menyerupai

„straw‟ yang diikat dalam satu ikatan. Apabila dikenakan daya mampatan pada suatu

arah, ia sukar untuk menggagalkan kumpulan sel-sel yang diikat tadi.

`20

Rajah 2.8: Tegasan Mampatan

2.3.3 Kekuatan Ricih

Kekuatan ricih ialah sifat rintangan kayu terhadap daya yang cuba

menggelansarkan sebahagian daripada atas bahagian yang lain. Terdapat empat jenis ricih

yang berlaku pada kayu seperti ricih yang selari dengan ira, ricih yang berserenjang

dengan ira, ricih serong dan ricih gelek. Ricih yang perlu diberi perhatian adalah dicih

yang ra.selari dengan ira.hal ini kerana, kekuatan ricih yang selari dengan ira lebih rendah

berbanding dengan ricih yang serenjang dengan ira. Dalam struktur kayu yang

bersambungan jejari, ricihan boleh berlaku dalam bahagian sambungan akibat daya

tegangan yang dikenakan. Ricihan serong berlaku pada suatu satah bersudut kurang dari

45o daripada satah memanjang. Ricih gelek berlaku disebabkan oleh beban yang

melintangi kayu, dimana ricihan terjadi pada satah-satah yang selari dan berserenjang

dengan ira.

`21

Rajah 2.9:Tegasan Ricih

2.3.4 Kekuatan Lenturan

Terdapat dua jenis kekuatan lenturan utama iaitu kekuatan lentur patah dan

kekuatan lentur statik. Menurut kollman dan Cote (1968), kekuatan lentur patah

merupakan sifat mekanik kayu yang berhubungan dengan kekuatan kayu. Kekuatan

lenturan patah ialah ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban dan daya luar yang

bekerja dengannya dan kecenderungan untuk mengubah bentuk dan ukuran kayu

tersebut. Menurut Dumanauw (2001), keteguhan lentur adalah kekuatan kayu untuk

menahan daya-daya yang berusaha melengkungkan kayu.

`22

Rajah 2.10: Tegasan Lentur

2.3.5 Kekerasan kayu

Kekerasan kayu ialah suatu ukuran kekuatan kayu dalam menahan daya yang

membuat takik atau lekukan padanya. Kekerasan kayu juga boleh definisikan sebagai

kemampuan kayu untuk menahan kikisan.Sifat kekerasan ini dipengaruhi oleh kerapatan

kayu, ukuran serat and juga daya ikat antara serat. Pada umumnya, kekerasan dalam arah

sejajar dengan serat melampaui kekerasan kayu dalam arah lain.Sifat-sifat ini sesuai

untuk kegunaan lantai, kepingan kemasan lantai dan pengalas.

2.4 Penggredan Kumpulan Kayu (MS 544)

Kayu adalah bahan binaan yang semulajadi dan kekuatan kayu adalah

berdasarkan struktur dalaman kayu. Kepelbagaian wujud dalam menentukan kekuatan

kayu dan merumitkan pilihan penggunaannya dalam struktur binaan. Terdapat pelbagai

faktor yang mempengaruhi kekuatan kayu seperti yang telah dibincangkan. Sebagai

langkah memperkemaskan penggunaan kayu, MS 544 telah menggredkan kayu kepada

tiga gred berdasarkan tegasan masing-masing. Terdapat empat gred tegasan yang

berlainan iaitu gred asas, gred terpilih, gred tertentu dan gred umum. Gred asas kayu

`23

adalah bagi kayu-kayu yang tidak mempunyai sebarang kecacatan. Pada kebiasannya,

kayu dari kilang jarang dikategorikan sebagai gred kayu asas. Kayu yang mempunyai

kecacatan yang kecil ialah kayu gred terpilih manakala kayu gred tertentu bagi kayu yang

mempunyai kecacatan yang kecil. Akhir sekali, gred umum adalah bagi kayu yang

mempunyai banyak kecacatan berbanding gred-gred kayu yang lain.

Terdapat beberapa istilah untuk menerangkan mengenai tegasan. Tegasan asas

adalah tegasan yang boleh ditanggung secara kekal dan selamat oleh struktur binaan

kayu. Tegasan asas diperolehi secara menguji contoh-contoh kayu yang bebas daripada

sebarang kecacatan. Oleh itu, tegasan asas yang diperolehi adalah tegasan yang mewakili

tegasan kayu yang sempurna tanpe sebarang kecacatan. Walaubagaimanapun kayu yang

diperolehi dari kilang terdedah kepada berbagai jenis kecacatan yang boleh

mengurangkan kekuatan kayu. Oleh itu, tegasan asas yang diperolehi dari ujian perlu

dikurangkan untuk mengambil kira faktor kecacatan.Tegasan asas yang telah

dikurangkan ini dikenali sebagai tegasan gred.

Tegasan gred adalah tegasan yang boleh ditanggung secara kekal dan selamat

oleh kayu yang telah digredkan mengikut gred tertentu. Tegasan gred diperolehi dengan

mengurangkan nilai tegasan asas, iaitu dengan mendarabkan nilai tegasan asas dengan

faktor pengurangan yang dikenali sebagai nisbah kekuatan. Nisbah kekuatan untuk gred

tegasan ditafsirkan mengikut Jadual 2.4. Hubungan tegasan gred dengan tegasan asas

ialah:

Tegasan Gred = Tegasan Asas х Nisbah kekuatan

`24

Jadual 2.11: Nisbah Kekuatan untuk Gred tegasan

Gred Nisbah Kekuatan Untuk Sifat Kekuatan

Lentur,

tegangan selari

dengan ira dan

mampatan selari

dengan ira

Mampatan

serenjang

dengan ira

Ricih selari

dengan ira

Terpilih 80% 85% 72%

Tertentu 63% 80% 56%

Umum 50% 75% 45%

Bagi memudahkan pemilihan kayu dan menepati pasaran kayu maka spesis kayu

dalam MS 544:1978 dikelaskan kepada empat kumpulan. Namun kini, kaedah pengelasan

dan penggredan kayu telah diubahsuai oleh piawaian baru iaitu MS 544: 2001 yang

berterasakan berat dan ketumpatan kayu. Kayu dikelaskan kepada tujuh kumpulan iaitu

SG1, SG2, SG3, SG4, SG5, SG6 dan SG7. Di samping itu, kayu juga turut dikelaskan

kepada kayu yang memerlukan pengawetan dan kumpulan yang tidak memerlukan

pengawetan atau rawatan seperti dalam jadual dibawah.

`25

Jadual 2.12: Kumpulan Kekuatan Bagi MS 544: 2001

`26

2.5 Pengelasan Kayu (BS 5268)

Konsep pengelasan kayu kepada kelas kekuatan tertentu telah diperkenalkan di

United Kingdom dengan BS 5268: Bahagian 2 pada tahun 1984. Kelas kekuatan

memberikan memberikan keuntungan yang tinggi kepada perekabentuk dan pembekal

kayu. Hal ini kerana, perekabentuk boleh merekabentuk tanpa perlu memeriksa

kebolehdapatan dan harga dari sejumlah besar spesis yang wujud dan boleh terus

menggunakan nilai yang telah tersedia tanpa perlu menjalankan sebarang ujian makmal.

Pembekal pula boleh membekalkan salah satu jenis atau gabungan spesis yang memenuhi

kelas kekuatan seperti yang telah ditetapkan. Konsep ini juga membenarkan spesis baru

diperkenalkan kedalam pasaran tanpa menjejaskan kewujudan specifikasi spesis-spesis

kayu lain.

Terkini, kelas kekuatan digunakan dalam versi BS 5268: Bahagian 2: 1996 yang

berpandukan kepada kelas kekuatan Eropah yang ditakrifkan dalam BS EN 338:1995.

Terdapat 16 kelas kekuatan yang diperkenalkan, kod C14 hingga C40 bagi kayu lembut

dan kod D30 hingga D70 bagi kayu keras. Nombor dalam setiap kod bagi kelas kekuatan

merujuk kepada kekuatan ciri lentur. Contohnya, kayu C40 mempunyai kekuatan cirri

lentur sebanyak 40kN/mm2. Selain itu, perlu diketahui bahawa nilai kekuatan ciri adalah

jauh lebih besar daripada nilai tegasan gred yang digunakan dalam BS 5268. Ini adalah

disebabkan oleh mereka tidak measukkan kesan pembebanan jangka panjang dan faktor

keselamatan.

Kelas kekuatan baru bagi kayu lembut termasuklah C14, C16, C18, C22, C24,

TR26, C27 C30, C35 dan C40. Bagi kelas kekuatan kayu keras pula ialah D30, D35,

D40, D50, D60 dan D70. Gred tegasan dan modulus kekenyalan bagi setiap kayu telah

dikategorikan kepada tiga jenis kelas khidmat seperti berikut

`27

1) Perkhidmatan kelas 1 merujuk pada kayu yang digunakan sebagai dalaman

pada bangunan dan mempunyai purata kandungan kelembapan dalam semua

keadaan perkhidmatan adalah 12%

2) Perkhidmatan kelas 2 merujuk pada kayu yang digunakan sebagai luaran

bangunan dan mempunyai kandungan kelembapan pada bangunan berkeadaan

panas ialah 15% dan banguan berkeadaan tidak panas ialah 18%

3) Perkhidmatan kelas 3 merujuk pada kayu yang digunakan pada luan dan

sepenuhnya terbuka dan mempunyai kandungan kelembapan pada semua

keadaan ialah 20%.

Jadual 2.13: Pengelasan kekuatan bagi kayu lembut

Properties Strength classes

C14 C16 C18 C22 C24 C27

Lenturan

selari

dengan ira

(N/mm2)

4.1 5.3 5.8 6.8 7.5 10

Mampatan

selari

dengan ira

(N/mm2)

5.2 6.8 7.1 7.5 7.9 8.2

Modulus

Kekenyalan,

Emin

4600 5800 6000 6500 7200 8200

`28

2.6 Pengeringan Kayu

Pengeringan kayu adalah proses yang dilakukan untuk mengeluarkan air yang

terdapat dalam kayu. Seperti yang tela dibincangkan bahawa kadar kandungan lembapan

memberikan impak yang besar kepada kekuatn kayu. Dalam keadaan tertentu, kayu perlu

mengekalkan kandungan lembapan di dalamnya. Oleh kerana itu, pengeringan

merupakan suatu faktor yang penting kepada kayu. Antara kepentingan proses

pengeringan ialah kestabilan dimensi kayu terjamin, sebab di bawah titik penuh serat,

perubahan kadar air menyebabkan kembang susut pada struktur kayu. Sebaliknya, apabila

kayu dikeringkan sehingga mendekati kadar air lingkungan, maka sifat kembang susut itu

dapat diatasi dan boleh diabaikan.

Selain itu, proses pengeringan penting dalam usaha meningkatkan kekuatan kayu.

Apabila kandungan lembapan dalam kayu rendah, maka kayu menjadi semakin kuat.

Pengeringan kayu juga membuatkan kayu menjadi lebih ringan dan sekali gus

mengurangkan kos pengangkutan. Kebolehkerjaan kayu yang kering adalah lebih mudah

dilakukan.Pergerakan air dalam kayu terjadi dari kawasan berkelembapan tinggi ke

kawasan berkelembapan lebih rendah. Kayu mengering dari bahagian luar ke bahagian

dalam struktur kayu. Dengan kata lain, permukaan kayu lebih cepat mengering daripada

bahagian dalamnya.

Proses pengeluaran air dalam proses pengeringan disebut sebagai proses

evaporasi. Evoporasi akan terjadi apabila kandungan lembapan dalam kayu lebih besar

daripada keseimbangan kandungan lembapan (EMC). Selama proses pengeringan kayu

berlaku, air dari rongga sel terkeluar dahulu dan diikuti dengan air yang terikat dalam

dinding-dinding sel kayu. Ketika semua air dari sel rongga telah terkeluar dan sebelum

air terikat dihilangkan, kayu dikatakan berada pada titik tepu serat. Perubahan kadar

kandungan air yang dialami kayu pada titik tepu serat ini tidak mempengaruhi bentuk dan

`29

ukuran kayu. Tetapi apabila kadar kandungan air berada di bawah titik tepu serat, maka

perubahan bentuk dan ukuran kayu akan berlaku. Oleh itu, perubahan-perubahan kadar

kelembapan di bawah titik ini sangat mempengaruhi sifat-sifat fizikal dan mekanikal

kayu. Justeru itu, proses pengeringan kayu ini perlulah diberikan perhatian yang lebih dan

khusus.

2.6.1 Kaedah Pengeringan Kayu

Terdapat dua kaedah dalam melakukan proses pengeringan kayu seperti

pengeringan udara(natural seasoning) dan juga pengeringan tanur(klin seasoning).

Pengeringan secara udara dijalankan dengan meletakkan kepingan kayu yang telah

disusun ditempat beratapdan dibiarkan kering dibawah keadaan cuaca biasa. Susunan

kayu ini diatur di atas pelapik supaya kayu itu tidak bersentuhan dengan tanah. Kayu

kecil pula diletakkan antara lapisan kayu bagi membolehkan pengudaraan udara berlaku

disekeliling kayu. Kepingan kayu juga hendaklah diletakkan ditempat berbumbung

supaya dapat berlindung daripada panas terik dan hujan. Kayu yang dikeringkan melalui

kaedah ini adalah amat sesuai untuk kegunaan binaan luar bangunan. Namun, jangka

masa proses pengeringan kayu bergantung kepada spesis kayu, kandungan lembapan

yang terdapat dalam kayu, cara atau teknik penyusunan serta iklim semasa proses

pengeringan dilakukan.

Dalam proses pengeringan tanur, kepingan kayu disusun di atas trak-trak khas

yang bergerak dan ditempatkan dalam tunar yang boleh dikawal. Dalam tunar ini, haba

dan kelembapan boleh dikawal dengan rapi. Proses pengeringan dilakukan secara

perlahan-lahan pada peringkat permulaan. Pengeringan yang berlaku dengan cepat boleh

menyebabkan kulit luar kayu keras sehingga menghalang pengeringan berlaku pada

lapisan sebelah dalam kayu. Pengeringan yang cepat juga boleh menyebabkan

`30

pengecutan dan heroyan yang teruk. Terdapat beberapa kelebihan bagi proses

pengeringan tanur.Antaranya, pengeringan boleh dilakukan sepanjang tahun, pengeringan

lebih cepat dan mudah dikawal kesesuaian menurut jenis kayu dan saiz tebal kayu.

Kecacatan dapat dielakkan semasa berlakunya proses pengeringan ini.

2.7 Pengecutan Kayu

Pertambahan air pada dinding sel akan menyebabkan jaringan mikrofobil

mengembang. Keadaan ini berlangsung sehingga titik tepu serat tercapai. Pertambaha air

seterusnya pada kayu tidak akan mempengaruhi perubahan isipadu dinding sel. Hal ini

kerana, pertambahan air yang selanjutnya pada titik tepu serat akan ditampung oleh

rongga sel. Sebaliknya, sekiranya air dalam kayu dengan kadar air maksimum dikurangi,

maka pengurangan air yang pertama akan terjadi pada air bebas dalam rongga sel

sehingga mencapai titik tepu serat. Pengurangan air yangselanjutnya di bawah titik tepu

serat akan menyebabkan dinding sel kayu itu mengecut dan menyusut. Dalam hal ini,

kayu dikatakan mengalami pengecutan dan penyusutan.

`31

2.8 Pengawetan kayu

Salah satu kekurangan kayu adalah mudah diserang dan dirosakkan oleh serangga

atau organism hidup lain yang boleh menurunkan kekuatan kayu. Proses pengawetan

kayu dilakukan sebagai satu daya tahan kayu terhadap serangan faktor-faktor perosak

kayu. Pengawetan kayu adalah proses memasukkan bahan kimia beracun atau bahan

pengawet ke dalam kayu untuk mengekalkan kekuatan kayu dan memberi katahanan

kepada kayu terhadap serangan perosak. Bahan pengawet juga membantu memanjangkan

usia pemakaian kayu.

Bahan pengawetan kayu adalah satu bahan kimia , baik berupa bahan tunggal

taupun campuran dua atau lebih bahan yang memberikan ketahanan terhadap serangan

perosak-perosak kayu. Bahan pengawet harualah mudah meresap jauh kedalam kayu,

mudah untuk digunakan dan tidak menimbulkan iritasi pada kulit atau membahakan

kesihatan. Bahan pengawet haruslah tidak mudah meruap dan tidak mudah terurai serta

tidak menembangkan ukuran panjang, lebar atau dimensi kayu.

Bahan pengawet dapat dikategorikan kepada tiga jenis iaitu pengawet berupa

minyak, pengawet larut minyak dan pengawet larut air.Terdapat empat faktor penting

dalam proses pengawetan kayu seperti keadaan kayu yang diawet, bahan pengawet yang

sesuai, kaedah pengawetan dan perlakuan setelah diawet. Faktor diatas dapat

mempengaruhi hasil pengawetan.

Bahan pengawet yang dilarutkan dalam air mempunyai banyak kelebihan.

Pertama, bahan pelarutnya ialah air yang secara umumnya lebih murah berbanding bahan

pengawet lain. Kedua, bahan pengawet ini bebas dari bahaya kebakaran dan peledakan

`32

semasa berlakunya proses pengawetan. Ketiga, bahan pengawet ini mudah meresap ke

dalam kayu dan akhir sekali bahan pengawet ini mudah untuk didapati.

Walaubagaimanapun, bahan pengawet ini juda mempunyai kelemahan. Pertama,

kayu bersifat higroskorpik yang mana akan mengembang apabila bahan pengaewet ini

disapu. Kedua, air akan membasahi kayu sehingga untuk penggunaan tertentu kayu harus

dikeringkan lagi. Proses pengeringan kayu ini akan memberi penyusutkan kepada ukuran

kayu.

2.8.1 Kaedah pengawetan kayu

Terdapat tiga kaedah pengawetan kayu seperti proses tekanan, kaedah tangki

terbuka dan kaedah menyapu. Dalam proses penyerapan tekanan, kayu dimasukkan

dalam selinder tertutup kemudian keadaan separuh vakum diwujudkan bagi menarik

keluar udara dalam rongga sel kayu. Kemudian, bahan pengawet panas disemburkan

dalam selinder itu. Tekanan dikenakan selama dua jam. Selepas itu, keadaan vakum

dikenakan untuk menarik keluar semula bahan awet yan berlebihan dalam rongga kayu.

Proses ini juga dikenali sebagai proses sel penuh kerana rawatan sel-sel kayu akan

mengandungi bahan awet dan bukan lagi udara.

Kaedah tangki terbuka pula terbahagi kepada tiga jenis iaitu rendaman panas,

rendaman sejuk dan juga rendaman panas-sejuk. Kayu dimasukkan dalam tangki bahan

pengawet yang panas pada suhu 90oC bagi kaedah rendaman panas. Bagi rendaman

sejuk, kayu dimasukkan dalam tangki bahan pengawet dan dibiarkan selama beberapa

minggu. Ini bukan cara yang memuaskan kerana penyerapan bahan pengawet adalah

rendah tapi lebih baik daripada cara menyau dengan berus.

`33

Manakala bagi kaedah rendaman panas- sejuk, tangki terbuka digunakan dimana

kayu direndam dalam bahan pengawet yang kemudiannya dipanaskan pada suhu 90oC

dan dibiarkan selama satu jam. Semasa pemanasan, udara dalam rongga sel kayu

mengembang dan keluar. Seterusnya semasa penyejukkan, pengecutan udara yang masih

ada dalam rongga itu akan menarik masuk bahan pengawet ke dalam kayu.

Kaedah menyapu dengan berus mudah dilakukan tapi tempoh jangka masa

keberkesanannya adalah singkat. Penyerapan bahan pengawet pula hanya berlaku pada

bahagian permukaan kayu sahaja. Bahan pengawet tidak meresap jauh kedalam kayu.

Kayu yang diawet menggunakan kaedah ini tidak sesuai digunakan diluar bangunan yang

bersentuhan dengan permukaan tanah. Pengawetan juga oleh dilakukan dengan kaedah

mencelup. Kaedah ini menggunakan garam yan boleh larut dalam air. Ia dapat meratakan

bahan awet ke seluruhan bahagian kayu tetapi tidak dapat meresap kedalam kayu.

Kaedah ini bagus untuk melindungi kayu yang bertemu hujung dengan bahan lain seperti

konkrit atau bahan lain.

`34

BAB 3

METODOLOGI KAJIAN

3.1 Rekabentuk Struktur

Rekabentuk adalah proses penentuan saiz bagi sesuatu elemen struktur binaan.

Tujuan rekabentuk ialah untuk menentukan saiz anggota dan kapasiti anggota yang sesuai

dari segi keselamatan penggunaannya dan selesa kepada pengguna sepanjang tempoh

hayatnya. Proses rekabentuk tiang kayu dalam kajian ini menggunakan dua kod amalan

praktis iaitu MS 544:Bahagian 2:2001 dan juga BS 5268: Bahagian 2:1996. Umumnya,

kod amalan ini digunakan sebagai panduan atau rujukan semasa merekabentuk. Beban

boleh bertindak dalam pelbagai cara dan bentuk, maka tindak balas anggota yang

dikenakan anggota yang dikenakan beban juga berbeza. Rekabentuk adalah untuk

memastikan sebuah struktur itu bertindak sesuai dengan kegunaan yang ditentukan

dimana struktur tersebut tidak mencapai sebarang keadaan had kegagalan. Keadaan had

ialah satu keadaan yang terjadi dengan cara yang boleh mengakibatkan sebuah struktur

itu hilang kesesuaian.

Kod amalan praktis MS 544:2001 diperkenalkan bagi menggantikan MS 544:

1978. Kod amalan praktis ini memberikn panduan kepada perekabentuk untuk

memahami kegunaan kayu, teori asas dan prinsip asas dalam kejuruteraan kayu. Setiap

`35

negara akan mempunyai kod amalan tersendiri mengikut kesesuaian kayu di negara

tersebut.

3.2 Kapasiti Beban

Sebuah beban paksi mempunyai beban yang dilaksanakan selari dengan paksi

longitudinal melalui centroid keratan rentas kayu. Daya paksi termasuklah daya

ketegangan atau mampatan. Oleh kerana, tiang perlu membawa beban graviti menegak ke

bawah melalui struktur ke penapak, medan lebih kerap ditemui daripada anggota

tegangan. Kedua-dua jenis anggota ini bagaimanapun, telah digunakan secara meluas

dalam merekabentuk struktur kayu seperti tiang, kerangka dan sebagainya.

Kombinasi beban pasti lebih penting daripada jika kekuatan yang sama diterapkan

dalam setiap kes individu kayu .Anggota mampatan digabungkan dengan tekukan lebih

mungkin lebih sering dijumpai daripada ketegangan ditambah lipatan, tetapi kedua-dua

jenis anggota ini ditemui pada bangunan kayu-kerangka khas. Rekabentuk anggota

ketegangan daya paksi yang relatif mudah, dan saiz yang diperlukan daripada anggota

dapat diselesaikan dengan mudah.

3.3 Tiang kayu

Tiang merupakan anggota struktur kayu yang tegak dan mengalami daya

mampatan. Tiang juga ialah struktur tegak yang berfungsi menanggung dan

`36

memindahkan beban dari bumbung, rasuk dan papak ke tanah melalui penapak. Antara

kayu yang popular digunakan untuk membina struktur tiang ialah balau, chengal, kapur,

keruing, kempas, meranti dan selanjutnya. Tiang boleh dibahagikan kepada tiang pendek

dan tiang langsing.Tiang pendek mengalami kegagalan secara alahan manakala tiang

langsing gagal secara lengkokan.Untuk menentukan kekuatan kayu bagi anggota

mampatan pelbagai faktor perlu diambil kira.

Antaranya adalah panjang efektif, saiz kayu dan juga nisbah

kelangsingan.Panjang efektif adalah panjang yang berkesan berdasarkan susunan dan

keadaan sesuatu struktur tiang. Manakala, terdapat perbezaan dari segi kekautan

mamptan apabila kayu yang digunakan adalah berbeza. Nibah kelangsingan pula adalah

panjang efektif dibahagikan dengan jejari struktur kayu yang mana nilainya tidak boleh

melebihi 180. Nisbah ini bagi menentukan sama ada rekabentuk untuk struktur tiang

pendek atau tiang langsing.

Kegagalan bagi sesuatu bahan berlaku apabila tekanan atau daya yang bertindak

keatasnya melebihi had kebenaran dan kemampuan bahan sehingga mengakibatkan

keretakan berlaku. Bagi memastikan kegagalan bahan tidak berlaku, maka bahan tersebut

estilah direkabentuk supaya sentiasa berada dalam keadaan stabil. Apabila sesuatu daya

dikenakan, tiang yang stabil akan berada dalam keadaan tegak dan tiada keretakan

berlaku. Tetapi tiang akan membengkok atau meleding sekiranya kestabilan tidak

dicapai. Daya kritikal ialah suatu daya paksi bertindak dan boleh mengakibatkan tiang

meleding secara tiba-tiba.

Bagi menentukan kekuatan struktur tiang kayu yang mengalami mampatan,

pelbagai faktor perlu diambil kira. Antaranya ialah panjang efektif, saiz kayu serta nisbah

kelangsingan tiang kayu. Panjang efektif kayu ialah panjang yang bersesuaian

berdasarkan susunan, kedudukan dan keadaan struktur yang akan dibina. Nisbah

kelangsingan pula ialah nilai panjang efektif dibahagikan dengan jejari struktur kayu

dimana nilainya tidak boleh melebihi 180. Anggota mampatan yang menanggung beban

`37

paksi mampatan yang boleh menyebabkan tiang mengalami lengkokan dan berlaku

tegasan mampatan. Keupayaan tiang bergantung kepada beberapa faktor, iaitu:

1) Ciri-ciri bahan, contohnya tegasan gred, modulus keanjalan,E

2) Geometri tiang, contohnya saiz keratin B×D, momen sifatekun I

3) Kelangsingan anggota, λ

Rajah 3.1:Keratan rentas kayu dan panjang tiang.

`38

3.3.1Panjang efektif

Dalam rekabentuk tiang, kekuatan mampatan tiang dipengaruhi oleh

kelangsingan, λ. Kelangsingan tiang merupakan nisbah Le/ r dengan Le ialah panjang

efektif dan r ialah jejari legaran keratan. Panjang efektif diberikab dalam Klaus 2.11.3

dari BS 5268 dan Klaus 12.3 dari MS 544. Panjang efektif tiang seperti ditunjukkan

dalam Jadual 3.2.1 diperolehi dengan mendarabkan panjang sebenar antara dua halangan

dengan suatu faktor yang bergantung kepada keadaaan hujung anggota tersebut. Panjang

efektif diperolehi dengan mendarabkan pekali yang reelvab yang diambil dari jadual

3.2.1 di bawah dengan panjang sebenarnya. MS 544 mencadangkan nisbah kelangsingan

tidak boleh melebihi 180 bagi anggota mampatan yang membawa beban mati dan beban

hidup selain daripada beban yang disebabkan oleh angin.

MS 544 juga mencadangkan bagi anggota yang mengalami tegangan atau

kombinasi antara tegangan dan ledingan yang disebabkan oleh beban mati dan beban

hidup, tetapi menaglami pembalikan daya paksi kesan daripada angin, dan anggota

mampatan yang menanggung beban sendiri dan beban angin nisbah kelangsingannya

tidak boleh melebihi 250.

Panjang efektif bagi struktur tiang haruslah diterbitkan daripada:

1) Anggota mampatan akan mengalami pembengkokkan yang dipengaruhi oleh

tegangan atau momen tetap. Maka, panjang berkesan yang dipertimbangkan

adalah diantara titik bersebelahan yang mengalami momen kosong, atau

2) Jadual 9 bagi beberapa keadaan hujung tiang

Le = pekali х L

Jadual 3.2: Panjang BerkesanTiang

`39

Keadaan Hujung Panjang

Berkesan

Dipegang

secara efektif

pada

kedudukan di

kedua-dua

hujung

Terhalang sisi pada kedua-dua hujung

0.7L

Separuh terhalang sisi pada kedua-dua hujung

0.85L

Terhalang sisi pada satu hujung

0.85L

Tidak terhalang sisi kedua-dua hujung

1.0L

Satu hujung Hujung yang lain

Di pegang

secara efektif

pada

kedudukan

dan terhalang

sisi

Tidak

dipegang pada

kedudukan

Terhalang sisi

1.2L

Separuh terhalang sisi

1.5L

Tidak terhalang sisi 2.0L

3.2.2 Nisbah Kelangsingan

Terdapat beberapa pertimbangan yang perlu dipertimbangkan semasa

merekabentuk tiang kayu. Pertimbangan utama bagi merekabentuk anggota mampatan

adalah menentukan nisbah kelangsingan. Nisbah kelangsingan ialah nisbah yang

diperoleh daripada pecahan diantara panjang berkesan dengan jejari legaran, r.

r = √ (I / A), dimana I adalah momen sifattekun

Jejari legaran, r dan juga dimensi keratan rentas, b adalah berkadar langsung

dimana b = r х √12. Oleh itu untuk bentuk segiempat tepat yang mempunyai sisi panjang,

`40

dimana b adalah dimensi yang paling pendek nilai r dapat dipermudahkan kepada rumus

di bawah.

r = b / √ 12

Nisbah kelangsingan yang besar menunjukkan ketidakstabilan yang lebih besar

dan mempunyai kecenderungan yang tinggi untuk melengkung akibat beban paksi lebih

rendah. Klaus 12.4 dari MS 544 dan Perkara 2.11.4 dari BS 5268 mengesorkan bahawa

nisbah kelangsingan tidak boleh melebihi 180 untuk anggota mampatan yang dikenakan

beban mati. Selain itu, anggota mampatan yang dihasilkan dari angin dan juga tidak

melebihi 250 untuk setiap anggota biasanya dikenakan tegangan paksi semata-mata dari

pengaruh angin dan setiap anggota mampatan membawa berat sendiri dan beban berat

angin. Oleh itu, nisbah kelangsingan, λ diberikan oleh

λ = Le / r, dimana Le adalah panjang berkesan

3.4 Tempoh Pembebanan

Tempoh Pembebanan adalah tempoh yang dapat ditanggung oleh kayu dengan

jumlah beban yang diperlukan sehingga struktur gagal. Secara teorinya, kekuatan kayu

berkurangan dengan bertambahnya tempoh pembebanan. Terdapat empat tempoh

pembebanan yang disenaraikan dalam MS 544 dan BS 5268yang boleh diambil kira

dalam merekabentuk struktur kayu iaitu jangka pendek, jangka sederhana dan jangka

panjang. Beban jangka pendek ditakrifkan sebagai beban yang ditanggung oleh struktur

meliputi beban mati dan beban kenaan kekal. Beban jangka sederhana meliputi beban

`41

mati dan beban sementara manakala tempoh beban jangka panjang pula meliputi beban

mati, beban kenaan dan beban angin.

3.5 Tegasan izin

Tegasan izin ditakrifkan sebagai tegasan yang boleh ditanggung dengan selamat

oleh sesuatu komponen struktur dibawah keadaan khidmat dan bebanan tertentu. Tegasan

izin ditentukan dengan faktor-faktor ubahsuai dengan cara berikut.

Tegasan izin = Tegasan gred х faktor-faktor ubahsuai

3.6 Faktor Ubahsuai, K

Faktor ubahsuai berbeza-beza mengikut kesesuaian dan matlamat rekabentuk.

Faktor ubahsuai ialah faktor pemboleh ubah bagi tegasan kayu selepas kayu dibina.

Faktor ubahsuai sangat penting dalam teori anjal bagi menyesuaikan teori unggul

keadaan sebenar. Tegasan gred didarabkan dengan faktor ubahsuai bagi mendapatkan

tegasan izin. Bagi mendapatkan nilai tegasan mampatan yang dibenarkan faktor ubahsuai

yang berkaiatn perlu didarabkan dengan tegasan mampatan selari dengan ira.

`42

Jadual 3.3: Faktor-faktor ubahsuai

Aplikasi BS 5268 MS 544

Faktor Jadual / Klaus Faktor Jadual /Klaus

Kelas khidmat K2 Jadual13 K20 Table 4

Tempoh Beban K3 Jadual 14 K1 Jadual 5

Perkongsian

Beban

K8 1.1 K2 10

Modulus Elastik K9 Jadual 17 K7 Jadual 8

3.6.1 Tempoh Beban

Tegasan gred yang diberikan dalam Jadual, 1, 2, dan 4 MS 544: Bahagian 2: 2001

adalah untuk bebanan tempoh jangka masa panjang. Jadual 3.6.1 menunjukkan nilai

faktor ubahsuai, K20 untuk pelbagai jenis beban.

`43

Jadual 3.4: Faktor Ubahsuai bagi Tempoh Pembebanan

Tempoh Beban Nilai K

Jangka Panjang (cth:beban mati + beban kenaan kekal)

1.00

Jangka Sederhana (cth: beban mati + beban kenaan sementara)

1.25

Jangka Pendek (cth: beban mati + beban kenaan + beban angin)

1.50

Jangka sangat pendek (cth: beban mati+beban kenaan+beban angin)

1.75

3.6.2 Perkongsian Beban

Merujuk kepada MS 54 fasal 10, sistem perkongsian beban boleh didefinisikan

sebagai suatu sistem yang terdiri daripada empat atau lebih anggota yang bertindak

menanggung beban bersama-sama dan anggota-anggota ini terletak pada jarak tidak lebih

daripada 610mm diantara satu sama lain dan terdapat peruntukan agihan beban dalam

arah sisi yang cukup. Kesemua tegasan gred bagi sistem yang memenuhi syarat di atas

boleh ditambah sebanyak 10% iaitu K= 1.10. Bagi anggota yang tidak mengalami

perkongsian beban, K = 1.0.

`44

3.6.3 Faktor Bentuk

MS 544 menentukan tegasan gred adalah untuk kes anggota yang mempunyai

keratan yang berbentuk segiempat tepat dan beban yang dikenakan adalah selari dengan

salah satu paksi utamanya. Bagi keratan bulat dan segiempat sama dengan beban

bertindak selari dengan pepenjuru, tegasan gred hendaklah didarabkan dengan faktor K5

seperti di bawah:

Rajah 3.5:Faktor Ubah Bentuk, K5

K5 = 1.0 bagi keratan segi empat

K5 = 1.18 bagi keratan bulat

K5 = 1.41 bagi anggota segi empat dengan beban bertindak selari pepenjuru

`45

3.6.4 Faktor ubahsuai anggota mampatan.

Faktor pengubahsuaian bagi anggota mampatan,K12 dapat ditentukan dengan

menggunakan persamaan yang diberikan. Nilai modulus elastic minimum Emin , harus

digunakan dalam semua kes termasuk ketika berkongsi beban hadir. Nilai tegasan

mampatan yang selari dengan ira mengambil kira nilai tegangan mampatan yang

dipengaruhi oleh faktor seperti kandunagn lembapan, tempoh pembebanan dan luas

keratan rentas yang sesuai. Nilai faktor pengubahsuaian bagi anggota mampatan

diperolehi dari formula annex B bagi BS 5268 dan dari appendix D bagi MS 544.

dimana

σc = tegasan mampatan selari dengan ira

E = Modulus Elastik dalam keadaan terdedah

N = faktor penurunan yang bernilai 1.5

λ = nisbah kelangsingan

ŋ = 0.005λ , faktor kesipian

K8

1

2

1( )2

E

2 N2

c

1

2

1( )2

E

2 N2

c

22

E

N2

c

`46

3.7 Mathcad

Mathcad adalah perisian elektronik yang membenarkan pengiraan matematik

dilakukan di layar komputer dalam format yang sama dengan cara manual dengan kertas

dan pensil. Sementara Mathcad membolehkan penggunaan pengiraan matematik biasa

atau operasi algebra, juga menggunakan simbol konvensional kalkulus untuk pembezaan

dankameran untuk melakukan operasi ini.

Mathcad menggabungkan antara muka dokumen hidup dari sebuah spreadsheet

dengan antara muka WYSIWYG dari sebuah pengolah kata. Dengan Mathcad,

persamaan boleh mengeset pada paparan persis cara mereka disajikan dalam textboxs,

dengan keuntungan yang juga dapat melakukan perhitungan. Mathcad juga dilengkapi

dengan beberapa font dan kemampuan untuk mencatat.

Langkah-langkah rekabentuk tiang kayu

`47

1) Tentukan kelangsingan sebenar maksimum, λsebenar

2) Tentukan kelangsingan maksimum yang dibenarkan mengikut MS 544, λmaksimum

3) Berdasarkan , λsebenar dan λmaksimum, tentukan tempoh jangka panjang, K6

4) Tentukan faktor anggota kongsi beban, Kkb

5) Tegasan izin mampatan selari dengan ira:

Csp= Csg × K6 × Kkb = ……….N/mm2

6) Keupayaan paksi jangka panjang bagi belebas:

P = Csp × A = …….kN

Contoh Merekabentuk Tiang kayu berdasarkan BS5268:bahagian 2

Sebatang tiang kayu yang mempunyai kelas kekuatan C18 dan mempunyai keratan

naman 97mm ×145mm , jika panjang berkesan terhadap kedua-dua paksi adalah sama

iaitu 4.0m. Kayu kumpulan B digunakan.

1. Sifat-sifat geometri

Panjang tiang, L L = 4.0m

Panjang berkesan, Le Le =1.0L

Le =4.0m

Lebar tiang, b b = 97mm

Ukurdalam tiang, h h = 145mm

Luas permukaan, A A = 14 065mm2

Momen sifatekun pada arah x-x Ixx = bh3

Ixx = 2.46 × 107mm

4

Momen sifatekun pada arah y-y Iyy = bh3

Iyy = 1.1×107mm

4

Bagi bentuk segiempat tepat

Jejari legaran, r ryy =

ryy = 28 mm

`48

modulus elastic keratan, Zxx Zxx = / 6

Zxx = 339 904.17 mm3

2. Semak nisbah keselanjaran, λ λ =

λ = 142.85 < 180 memuaskan

3. BS5268: Part 2, table 7

Kelas kekuatan tiang, C18

Lenturan selari dengan ira σm.g.// : 5.8 Nmm-2

Mampatan selari dengan ira σc.g.// : 7.1 Nmm-2

Modulus elastic minimum Emin : 6000 Nmm-2

4. Faktor ubahsuai, K

Khidmat kelas 2(K2, Jadual 13) K2 : 1

Tempoh Beban (K3, Jadual 14) K3 : 1

Faktor bentuk (K6, fasa 2.10.5) K6 : 1

Faktor ukurdalam (K7, fasa 2.10.6) K7 : ( )0.11

K7 : 1.08

Tiada perkongsian beban

(K8, fasa 2.10.6) K8 : 1

Faktor ubahsuai bagi anggota mampatan, K12 boleh dikira menggunakan kaedah

dibawah:

1) Persamaan annex B

σc = σc.g,//.K2.K3 ŋ : 0.005.λ E : Emin

K12= + - √[ +2 -

K12 = 0.22

2) Menggunakan Jadual 19

= 845.07 dan λ=142.85

`49

K12 = 0.22

5. Tegasan izin mampatan

σc.adm.// : σc.g.//.K2.K3.K8.K12

σc.adm.// : 1.55 Nmm-2

oleh sebab itu, σ =

P= σc.adm.// × A

P = 21.79 kN

`50

BAB 4

ANALISIS DAN KEPUTUSAN

4.1 Nilai kapasiti beban

Nilai kapasiti beban memberi petunjuk kepada kekuatan yang dimiliki sesuatu

kayu. Nilai kapasiti kayu yang lebih tinggi menunjukkan kayu boleh menanggung beban

yang banyak dan mempunyai kekuatan yang tinggi.

4.1.1 Rekabentuk berdasarkan BS 5268 dan MS 544

Perisian Mathcad digunakan sebagai alat bantuan semasa merekabentuk tiang

kayu.Penggunaan perisian mampu menjimatkan masa daripda merekabentuk kayu secara

manual. Berdasarkan kiraan nilai kapasiti beban yang dikira menggunakan perisian

Mathcad berdasarkan BS 5268 dan MS 544 ditunjukkan dalam Jadual 4.1 dan Jadual 4.2.

`51

Jadual 4.1: Nilai kapasiti beban bagi Kelas Kekuatan BS 5268

Kelas Kekuatan Kapasiti Beban

(kN)

Kelas Kekuatan Kapasiti Beban

(kN)

Kayu Lembut Kayu Keras

C14 17.89 D30 24.31

C16 22.76 D40 31.65

C18 23.60 D70 72.07

C24 27.79

C40 36.03

Jadual 4.2: Nilai kapasiti Beban bagi Kumpulan Kekuatan MS 544

Kumpulan

Kekuatan

Kapasiti beban,P(kN)

Kandungan lembapan < 19% Kandungan Lembapan >19%

SG1 56.00 53.12

SG2 49.39 44.02

SG3 39.56 36.53

SG4 29.74 28.05

SG5 24.11 22.49

SG6 19.87 18.54

SG7 13.58 11.59

`52

Berdasarkan keputusan yang diperoleh, nilai kapasiti beban yang diperolehi dari

MS 544 terbahagi kepada dua jenis kandungan lembapan. Kandungan lembapan yang

lebih daripada 19% merupakan kayu-kayu basah dan kandungan lembapan yang kurang

daripada 19% merupakan kayu-kayu kering. Namun, nilai kapasiti beban yang

berdasarkan BS 5268 pula dikelaskan kepada kayu keras dan kayu lembut. Graf 4.3 dan

Jadual 4.4 terdapat perbezaan yang ketara antara nilai kapasiti beban yang diperoleh

daripada BS 5268 dan juga MS 544. Nilai kapasiti beban bagi kayu keras ialah

72.07kNdari BS 5268 tetapi nilai beban kapasiti keras dari MS 544 ialah 56kN.

Namun, nilai kapasiti beban bagi kayu lembut dalam BS 5268 adalah lebih tinggi

berbanding nilai kapasiti kayu keras yang terletak di akhir kumpulan kekuatan. Nilai

kapasiti beban bagi kayu lembut adalah 17.86kN manakala 13.58kN bagi kayu keras dari

kumpulan kayu enam dari MS 544. Selain itu, nilai kapasiti beban bagi kelas kekuatan

C40(kayu lembut) lebih tinggi daripada nilai kapasiti beban bagi kelas kekuatan D30

(kayu keras) dari BS 5268. Hal ini kerana, MS 544 menggredkan kayu dengan

mengambil kira kandungan lembapan yang terdapat dalam kayu. Tetapi, BS 5268

mengelaskan kekuatan kayu mengikut jenis kumpulan kayu iaitu kayu keras dan kayu

lembut

Perbezaan antara nilai kapasiti beban bagi kayu basah dan kayu kering juga amat

ketara. Nilai kapasiti beban yang boleh ditanggung oleh kayu kering dalam kumpulan

kekuatan satu adalah 56.0 kN manakala nilai kapasiti beban yang boleh ditanggung oleh

kayu basah dalam kumpulan kekuatan yang sama adalah 53.12. Ini menunjukkan bahawa

kayu kering boleh menanggung lebih beban daripada kayu basah. Kayu kering juga

mempunyai kekuatan dan kebolehkerjaan yang lebih tinggi dan baik daripada kayu basah.

. Selain itu, tegasan lembap digunakan bagi saiz keratan kayu yang melebihi 75mm.

Tegasan gred kayu dalam keadaan kering mempunyai nilai yang lebih tinggi dari nilai

tegasan gred kayu lembap. Oleh itu, penggunaan tegasan kayu kering adalah lebih baik.

`53

Graf 4.3: Nilai kapasiti beban yang ditanggung oleh tiang(BS 5268)

Graf 4.4: Nilai kapasiti beban yang ditanggung oleh tiang (MS 544)

17.8922.76 23.6

27.79

36.03

24.3131.65

72.07

0

10

20

30

40

50

60

70

80

C14 C16 C18 C24 C40 D30 D40 D70

P,k

N

Load,P(kN)

Strength class (BS5268)

53.12

44.0236.53

28.0522.49

18.5411.59

56

49.39

39.56

29.74

24.1119.87

13.58

0

20

40

60

80

100

120

SG1 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7

Load,P(kN),dry

Load,P(kN) wet

Strength group (MS544)

`54

4.1.2 Kumpulan Kekuatan Kayu dan Kekuatan Individu Kayu

Nilai kapasiti beban bagi kumpulan kekuatan adalah tidak sama dengan nilai

kapasiti beban yang boleh ditanggung oleh setiap individu kayu walaupun berada dalam

kumpulan kekuatan yang sama. Gambar rajah 4.5 dan 4.6 menunjukan perbezaan nilai

kapasiti beban bagi kayu yang mempunyai sifat ketahanlasakkan semulajadi bagi

kumpulan kekuatan satu dan empat.

Rajah 4.5: Balau dan chengal dari SG1

56

56.61

56

57.32

55

55.5

56

56.5

57

57.5

kumpulan kekuatan

individual spesis

balau

chengal

`55

Kayu balau dan chengal merupakan kayu yang tahan lasak dan terletak dalam

kumpulan kekuatan yan sama iaitu kumpulan satu. Rajah 4.5 menunjukkan nilai kapasiti

beban bagi kayu balau iaitu 56.61 kN dan kayu chengal ialah 57.32 kN. Namun, nilai

kapasiti beban bagi kumpulan satu ialah 56kN. Peratusan perbezaan bagi nilai kapasiti

beban bagi kumpulan satu dengan kayu balau ialah 2.36% manakala untuk kayu chengal

ialah 1.08%. Dapat dilihat bahawa, nilai kapasiti beban bagi kayu balau dan kayu chengal

adalah lebih tinggi berbanding nilai kapasiti kumpulan satu

Rajah 4.6: Merbau dan Resak dari SG4

29.74

36.1334.16

0

5

10

15

20

25

30

35

40

kumpulan kekuatan individual spesis

Merbau resak

`56

Rajah 4.6 pula menunjukan perbezaan nilai kapasiti beban bagi kayu merbau dan

kayu resak dengan nilai kapasiti beban bagi kumpulan kekuatan empat. Kayu resak dan

kayu merbau dikelaskan dalam kumpulan kekuatan empat. Namun, nilai kapasiti beban

bagi kumpulan kekuatan empat adalah lebih rendah berbanding nilai kapasiti beban bagi

individual kayu yang terolong dalam kumpulan tersebut. Nilai kapasiti beban bagi

kumpulan empat ialah 29.74 kN dan nilai kapasiti beban bagi kayu merbau dan resak

ialah 36.13 kN dan 34.16 kN masing-masing. Nilai peratusan perbezaan antara kayu

merbau dengan kumpulan kekuatan empat ialah 21.5% dan bagi kayu resak ialah 14.86%.

Gambar rajah 4.7 dan 4.8 pula menunjukan perbezaan nilai kapasiti bagi

kumpulan kekuatan lima dan enam yang memerlukan pengawetan dilakukan.

Rajah4.7: Keruing, Meranti Merah Tua dan Putih dari SG5

24.11 24.11 24.11

30.04

36.03

26.24

0

5

10

15

20

25

30

35

40

keruing Meranti Merah Tua Meranti putih

kumpulan kekuatan individual spesis

`57

Rajah 4.7 pula menunjukkan nilai kapasiti beban bagi kayu-kayu ynag terletak

dalam kumpulan kekuatan lima dan merupakan kayu-kayu yang memerlukan

pengawetan. Antara kayu yang tergolong dalam kumpulan kekuatan lima adalah kayu

keruing, meranti merah tua dan juga meranti putih. Walaupun kayu meranti merah muda

dan meranti putih daripada satu jenis kumpulan kayu yang sama(Meranti), namun nilai

kapasiti beban tetap berbeza. Nilai kapasiti beban bagi kayu keruing ialah 30.04 kN, kayu

meranti merah muda ialah 36.03 dan kayu meranti putih ialah 26.24 kN. Manakala, nilai

kapasiti beban bagi kumpulan kekuatan lima ialah 24.11 kN. Perbezaan dalam peratusan

bagi kayu keruing, meranti merah muda dan meranti putih ialah 24.6%, 49.4% dan

8.84%.

Rajah 4.8: Jelutong, Meranti Merah Muda dan Kuning dari SG6

19.87 19.87 19.8721

26.98

30.02

0

5

10

15

20

25

30

35

jelutong Meranti Merah Muda Meranti Kuning

kumpulan kekuatan

individual spesis

`58

Jelutong, Meranti merah muda dan meranti kuning tergolong dalam kumpulan

kekuatan enam dan memerlukan pengawetan sebeum digunakan secara lanjut. Nilai

kapasiti beban bagi meranti kuning adalah jauh lebih tinggi berbanding nilai kapasiti

beban bagi kumpulan kekuatan lima. Meranti kuning mampu menanggung kapasiti beban

sebanyak 30.02 kN manakala kumpulan kekuatan secara umum hanya mampu

menanggung sebanyank 19.87 kN. Nilai kapasiti beban bagi kayu jelutong dan meranti

merah muda pula ialah 21 kN dan 26.98 kN. Dari segi peratusan perbezaan, kapasiti

beban yang ditanggung oleh maranti kuning melebihi dari 50% daripada nilai kapasiti

beban kumpulan kekuatan. Peratusan perbezaab bagi kayu jelutong ialah 5.68% dan

meranti merah muda ialah 3.5%.

Daripada rajah 4.5, 4.6, 4.7 dan 4.8 didapati bahawa nilai kapasiti bagi

individual spesis adalah lebih tinggi daripada nilai kapasiti beban dari kumpulan

kekuatan secara umum. Hal ini kerana, nilai tegasan lenturan dan mampatan selari

dengan ira bagi kumpulan satu mengambil kira kayu yang mempunyai banyak kecacatan

daripada kayu-kayu lain. Tetapi nilai tegasan lenturan dan mampatan yang selari dengan

ira bagi kayu balau dan cengal adalah nilai sebebnar bagi kayu tersebut. Oleh itu, nilai

kapasiti beban bagi individual spesis adalah lebih tinggi daripada nilai kapasiti beban

kumpulan kekuatan. Contohnya, walaupun kayu balau dan kayu chengal tergolong dalam

kumpulan kekuatan kayu yang sama. Nilai Kayu chengal mempunyai kekuatan yang

lebih tinggi daripada kayu balau berdasarkan kepada nilai kapasiti beban. Kayu

chengal(Neobalanocarpus) adalah sejenis kayu keras yang popular, tahan lama dan tidak

perlu diawet kerana ia tahan dari serangan anai-anai.

`59

4.2 Pemilihan kayu

Pemilihan kayu yang tepat adalah amat penting. Rajah 4.2 menunjukan

perbanding nilai kapasiti yang boleh ditanggung oleh oleh beberapa jenis kayu Meranti.

Kayu meranti terbahagi kepada empat jenis iaitu meranti merah tua, meranti putih,

meranti kuning dan meranti merah muda.

Rajah 4.9: Nilai Kapasiti Beban bagi Kayu Meranti

Kayu meranti tergolong dalam spesis Shorea dan Parashorea yang dikelaskan

melalui nama dagangan. Spesis ini dinamakan Meranti di Malaysia tetapi dikenali

sebagai Gerutu apabila dieksport.Meranti merupakan jenis spesis yang pelbagai dan

36.03

26.24 26.98

30.02

0

5

10

15

20

25

30

35

40

merah tua putih merah muda kuning

`60

banyak diantara spesis kayu lain dan jarang diperolehi. Kayu meranti merah tua

mempunyai nilai beban kapasiti paling tinggi iaitu 36.03 kN.

Umumnya, kayu meranti merah mudah dikerjakan dan digergaji.Kayu ini dapat

dilentur dengan baik namun perlu diawet terlebih dahulu. Kayu jenis ini umumnya dapat

dipaku tetapi cenderung untuk pecah apabila paku berukuran besar digunakan. Hampir

semua meranti merah menghasilkan dammar iaitu sejenis resin yang keluar dari batang

yang dilukai. Damar keluar dalam bentuk cairan kental berwarna kelabu, dan akhirnya

akan mengeras dalam warna kekuningan, kemerahan atau kecoklatan atau lebih gelap

lagi. Kayu Meranti Merah Tua berkualiti baik dan mempunyai kekuatan yang tinggi.

Kayu meranti merah tergolong dalam kayu keras yang mempunyai berat ringan sehingga

sederhana.

Kebiasaannya, kecacatan dan serangan serangga lebih mudah berlaku pada kayu

Meranti Kuning. Kayu Meranti Kuning juga dapat digergaji dengan mudah, diketam dan

mudah dibentuk. Kayu Meranti Kuning mempunyai kelasakkan semulajadi yang baik.

Kayu ini dapat merintangi serangan kulat dan berada dalam tempoh khidmat yang

panjang. Tempoh khidmat bagi Meranti Kuning adalah diantara 3-4 tahun. Tekstur kayu

kuning agak kasar dan merata, lebih halus dari meranti merah dan meranti putih. Kayu

jenis ini dapat dilentur dan dipaku dengan baik dan mudah dibelah dalam arah serenjang

dengan ira. Kayu meranti putih pula agak keras dan sukar untuk dikerjakan serta cepat

menumpulkan alat kerana kayu ini mengandungi silika.

`61

Jadual 4.10: Kekuatan Mekanikal Meranti Berbanding Spesis Kayu Lain.

Rajah 4.11:tektur meranti merah tua dan meranti merah muda.

`62

BAB 5

KESIMPULAN

MS 544:2001 telah mengelaskan kayu-kayu kepada enam kumpulan kekuataan

kayu. Selain itu, MS 544: 2001 juga turut mengambil kira nilai peratusan kandungan

lembapan yang terdapat dalam kayu. Bagi kandungan lembapan yang lebih daripada

19%, maka kayu itu tergolong dalam kayu basah dan babi kayu yang mempunyai

kandungan lembapan kurang daripada 19%, maka kayu itu tergolong dalam kayu kering.

BS 5268 pula mengelaskan kayu-kayu kepada dua kategori iaitu kategori kayu lembut

dan kayu keras. Kayu keras terbahagi kepada tujuh kelas manakala kayu lembut terbahagi

kepada sepuluh kelas berbeza. Oleh itu,nilai kapasiti yang diperoleh berdasarkan BS

5268 adalah lebih tinggi berbanding nilai kapasiti beban berdasarkan MS 544. BS 5268

tidak mengklasifikasikan kayu berdasarkan kandungan lembapan tetapi berdasarkan jenis

kayu.

Nilai kapasiti beban yang mampu ditanggung oleh setiap individual spesis adalah

lebih tinggi daripada nilai kapasiti beban yang mampu ditanggung oleh kumpulan

kekuatan secara umum. Hal ini kerana nilai tegasan lenturan dan mampatan yang selari

`63

dengan ira bagi kumpulan kekuatan kayu umum diambil dari kayu yang mempunyai

banyak kecacatan daripada kayu lain.Namun, nilai kapasiti beban bagi individual spesis

hanya mengambil kira kecacatan bagi kayu tersebut sahaja. Oleh itu, nilai kapasiti beban

yang mampu ditanggung oleh individual spesis adalahlebih tinggi.

Justeru itu, kesimpulan yang dapat dibuat dari kajian ini ialah seperti semua

criteria-kriteria dan sifat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu harus dikenalpasti dan

dipastikan terlebih dahulu seelum setiap perancangan rekabentuk dilakukan. Kayu adalah

bahan yang tidak boleh diduga dalam hal penilaian kekuatannya. Hal ini menjadikan

kayu sebagai bahan binaan yang sangat unik. Klasifikasi kayu dalam BS 5268

berdasarkan kelas kekuatan tetapi dalam MS 544 berdasarkan kumpulan kekuatan kayu.

Nilai kapasiti beban berbeza-beza bagi kelas dan kumpulan yang berbeza. Bagi tujuan

penggunaan kayu Malaysia, MS 544 lebih sesuai digunakan sebagai panduan dan

rujukan. Mathcad pula merupakan salah satu perisian komputer yang menjimatkan masa

rekabentuk dan boleh dicetak sebagai laporan.

`64

LAMPIRAN

`65

`66

`67

`68

`69

`70

`71

`72

`73

`74

`75

`76

`77

`78

`79