4.2 Sifat Mekanis Kayu
4.2.2 Kekuatan Sambungan Tarik Double Shear
4.2.2.1 Kekuatan Sambungan Tarik Double Shear Kayu Kempas
Penelitian kekuatan sambungan tarik double shear balok kayu-pelat baja dilakukan dengan menganalisa besarnya beban ijin per paku dan beban total sambungan tarik yang dihasilkan dari semua contoh uji. Data lengkap hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan mengenai beban ijin per paku dan beban total terhadap sambungan tarik pada kayu kempas tercantum pada lampiran 13. Lampiran 13 memuat data lengkap berupa beban ijin per paku dan beban total sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja baik secara rata-rata maupun ulangan.
Analisis ragam dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari faktor tunggal atau hasil interaksi antara diameter dengan jumlah paku terhadap beban ijin per paku dan beban total kekuatan sambungan tarik double shear balok kayu-pelat baja. Jika hasil analisis ragam dari interaksi faktor yang ada menunjukkan pengaruh yang nyata atau sangat nyata maka dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan. Uji lanjut Duncan dilakukan untuk mengetahui urutan kelompok perlakuan berdasarkan hasil beban yang dihasilkan setiap perlakuan atau pengaruh perlakuan terhadap kekuatan sambungan tarik duble shear balok kayu kempas-pelat baja.
Beban ijin per paku cenderung mengalami peningkatan seiring dengan peningkatan sesaran yang terjadi. Jika diperhatikan lebih cermat, secara umum
beban ijin per paku sambungan tarik terlihat lebih tinggi pada penggunaan paku berdiameter 5,2 mm jika dibandingkan dengan penggunaan paku berdiameter 4,1 mm dan 5,5 mm. Tabel 3 memuat rangkuman hasil perhitungan rata-rata beban ijin per paku terhadap sambungan tarik double shear balok kayu-pelat baja kayu kempas.
Tabel 3. Rata-rata beban ijin per paku sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja pada sesaran tertentu
A (mm)
B (batang)
ρˉ (kg) Menurut Berbagai Sesaran (mm) Tertentu
0.35 0.80 1.50 5.00 4,1 (A1) 4 (B1) 66.36 118.24 165.21 235.76 6 (B2) 64.81 106.46 156.85 238.67 8 (B3) 64.85 100.79 136.61 225.06 10 (B4) 72.70 123.90 171.59 259.71 Rata-rata 67.18 112.35 157.56 239.80 5,2 (A2) 4 (B1) 101.45 154.91 213.21 334.97 6 (B2) 115.39 190.95 264.36 395.27 8 (B3) 97.02 160.06 216.00 336.15 10 (B4) 83.37 150.42 216.97 327.15 Rata-rata 99.31 164.09 227.64 348.39 5,5 (A3) 4 (B1) 51.09 107.76 169.85 329.88 6 (B2) 45.78 74.10 119.92 326.87 8 (B3) 95.03 150.33 214.18 376.61 10 (B4) 51.01 90.84 144.34 331.98 Rata-rata 60.73 105.76 162.07 341.33 Rata-rata Total 75.74 127.40 182.42 309.84
Hubungan antara diameter pada jumlah paku tertentu dengan beban ijin per paku pada berbagai sesaran disajikan pada gambar berikut (Gambar 12). Secara umum telihat bahwa rata-rata beban ijin per paku yang maksimum diperoleh pada penggunaan 10 batang paku untuk diameter 4,1 mm, 8 batang untuk paku berdiameter 5,5 mm dan beban ijin per paku yang optimum pada jumlah paku 6 batang untuk paku berdiameter 5,2 mm. Ada kecenderungan pada penggunaan paku berdiameter 5,2 mm dapat menghasilkan beban ijin per paku yang lebih tinggi pada semua jumlah paku yang digunakan dan semua sesaran.
0 100 200 300 400 4 6 8 10 4 6 8 10 4 6 8 10 4,1 mm 5,2 mm 5,5 mm
Jumlah Paku (Batang) Pada Tingkat Diameter Tertentu (mm)
Beb a n I jn P e r P a k u ( k g )
sesaran 0,35 mm sesaran 0,80 mm sesaran 1,50 mm sesaran 5,00 mm
Gambar 12. Hubungan antara beban ijin per paku sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja dengan diameter dan jumlah paku pada berbagai sesaran
Berikut ini merupakan tabel yang menyajikan hasil perhitungan analisis ragam terhadap beban ijin per paku sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja yang dihasilkan berdasarkan pengaruh faktor diameter dan jumlah paku pada berbagai sesaran (Tabel 4).
Tabel 4. Analisis ragam beban ijin per paku sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja menurut berbagai sesaran
Sumber Keragaman Sesaran (mm) F tabel F hitung 0,35 0,80 1,50 5,00 0.05 0.01 A 15.18** 28.07** 35.89** 72.55** 3.40 5.61 B 1.34tn 0.95 tn 0.41 tn 1.09 tn 3.01 4.72 A*B 2.52* 4.75** 6.96** 3.78** 2.51 3.67
Keterangan : **= sangat nyata, * = nyata, tn = tidak nyata : A = diameter paku; B = jumlah paku
Hasil perhitungan analisis ragam beban ijin per paku sambungan tarik
double shear balok kayu kempas-pelat baja menurut berbagai sesaran diatas,
menunjukkan bahwa secara umum interaksi antara diameter dan jumlah paku memberikan pengaruh yang sangat nyata. Pengaruh yang diberikan oleh faktor diameter dan jumlah paku terhadap beban ijin per paku sambungan tarik double
Analisis ragam beban ijin per paku sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja kemudian dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan. Hasil uji lanjut Duncan memperlihatkan adanya beberapa perlakuan yang menghasilkan beban yang relatif sama. Perlakuan yang menghasilkan rata-rata beban ijin sama kemudian dijadikan satu kelompok perlakuan. Perlakuan yang dimaksud dalam hal ini adalah penggunaan paku berdasarkan besarnya diameter dan jumlah paku yang digunakan dalam pembuatan sambungan tarik double shear balok kayu-pelat baja. Pengelompokan perlakuan dilakukan karena adanya kelompok perlakuan yang ditunjukkan dari hasil uji lanjut Duncan berupa huruf kapital (alfabetis) yang tidak logis.
Tabel 5 memperlihatkan rata-rata beban ijin per paku paling tinggi ditunjukkan oleh kelompok perlakuan terkecil sedangkan beban ijin per paku paling rendah ditunjukkan oleh kelompok perlakuan terbesar. Pengelompokkan ini berdasarkan hasil uji lanjut Duncan terhadap kekuatan sambunga n tarik double
shear balok kayu kempas-pelat baja yang disajikan pada lampiran 13. Hasil uji
lanjut Duncan juga menunjukkan adanya pengelompokan perlakuan yang sama menghasilkan rata-rata beban ijin yang relatif sama pula.
Tabel 5. Kelompok perlakuan terhadap beban ijin per paku sambungan tarik
double shear balok kayu kempas-pelat baja yang dihasilkan menurut
berbagai sesaran berdasarkan uji lanjut Duncan (α = 0.05) Kelompok
perlakuan
ρˉ (kg) Menurut Berbagai Sesaran (mm) Tertentu
0.35 0.80 1.50 5.00 I 115.39 190.95 264.36 385.94 II 97.83 153.93 215.09 334.37 III 78.04 121.07 168.88 327.97 IV 65.34 105.00 150.60 259.71 V 51.05 90.84 136.60 237.21 VI 45.78 74.10 119.92 225.06
Beban ijin per paku menunjukkan kekuatan setiap paku (per paku) dalam menahan beban tarik antara balok kayu dengan pelat baja. Gambar hubungan antara beban ijin per paku dengan kelompok perlakuan pada berbagai sesaran sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja disajikan pada Gambar 13. Gambar ini memperlihatkan peningkatan sesaran diiringi dengan
peningkatan beban ijin yang dihasilkan setiap paku yang berfungsi sebagai perekat sambungan.
Kelompok perlakuan I adalah kelompok perlakuan yang terdiri dari penggunaan paku berdiameter 5,2 mm masing- masing dengan jumlah paku 6 batang untuk sesaran 0,35 mm hingga 1,50 mm, sedangkan pada sesaran 5,00 mm penggunaan paku berdiameter 5,2 mm dan 5,5 mm dengan jumlah paku 6 dan 8 batang mampu menghasilkan beban ijin per paku paling tinggi. Kelompok VI memperlihatkan beban ijin sambungan tarik paling rendah, dimana kelompok ini terdiri dari perlakuan yang menggunakan paku berdiameter 5,5 mm dengan jumlah paku 6 batang kecuali saat sesaran 5,00 mm. Beban ijin sambungan tarik paling rendah saat sesaran 5,00 mm dihasilkan dari perlakua n yang menggunakan paku berdiameter 4,1 mm dengan jumlah paku 8 batang.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 I II III IV V VI Kelompok perlakuan Be b an i ji n p er p ak u (k g)
sesaran 0,35 mm sesaran 0,80 mm sesaran 1,50 mm sesaran 5,00 mm
Gambar 13. Hubungan antara beban ijin per paku sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja dengan kelompok perlakuan pada berbagai sesaran
Berdasarkan data beban ijin per paku pada sambungan tarik double shear kayu kempas-pelat baja pada berbagai sesaran, dapat dirumuskan model matematisnya dengan menggunakan model regresi linear berdasarkan program Microsoft Ofice Excel. Model matematis dari hubungan antara kelompok perlakuan (x) dengan beban ijin per paku sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja (y), maka persamaan yang dihasilkan saat sesaran 0,35 mm, 0,80 mm, 1,50 mm dan 5,00 mm masing- masing adalah y = -14,317x + 125,68 dengan R2 = 0,97, y = -22,56x + 201,61 dengan R2 = 0,96, y = -27,884x +
273,5 dengan R2 = 0,92 dan y = -33,261x + 411,46 dengan nilai R2 = 0,95. Hal ini berarti model diatas dapat menerangkan respon (y) sebesar R2 untuk masing– masing sesaran dimana (y) tersebut merupakan beban ijin per paku paku sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja.
Analisa kekuatan sambungan tarik dilanjutkan dengan menganalisa beban total yang dihasilkan oleh sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja pada setiap sesaran. Analisa beban total dilakukan dengan cara yang sama saat melakukan analisa beban ijin per paku sebelumnya. Beban total sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja menghasilkan beban total paling besar jika dibandingkan terhadap kayu mabang, punak, dan borneo super.
Perlu diperhatikan bahwa beban total tidak sama dengan beban ijin per paku. Beban total adalah beban yang dihasilkan sambungan tarik double shear balok kayu-pelat baja sebelum beban yang diperoleh dikonversi berdasarkan jumlah paku yang digunakan dalam pembuatan sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja. Beban total memiliki nilai yang lebih besar dari pada beban ijin per paku. Tabel 6 memuat hasil perhitungan beban total rata-rata sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja pada berbagai sesaran.
Tabel 6. Rata-rata beban total sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja pada sesaran tertentu
A (mm)
B (Batang)
B (kg) Menurut Berbagai Sesaran (mm) Tertentu
0.35 0.80 1.50 5.00 4,1 (A1) 4 (B1) 730 1301 1817 2593 6 (B2) 1069 1757 2588 3938 8 (B3) 1427 2217 3005 4951 10 (B4) 1999 3407 4719 7142 Rata-Rata 1306 2170 3032 4656 5,2 (A2) 4 (B1) 1116 1704 2345 3685 6 (B2) 1904 3151 4362 6522 8 (B3) 2134 3521 4752 7395 10 (B4) 2293 4137 5967 8997 Rata-Rata 1862 3128 4357 6650 5,5 (A3) 4 (B1) 562 1185 1868 3629 6 (B2) 755 1223 1979 5393 8 (B3) 2091 3307 4712 8285 10 (B4) 1403 2498 3969 9129 Rata-Rata 1203 2053 3132 6609 Rata-Rata Total 1457 2451 3507 5972
Berdasarkan tabel diatas, dapat dilihat bahwa semakin besar sesaran maka rata-rata beban total sambungan tarik double shear yang dihasilkan akan semakin tinggi. Berikut ini merupakan gambar hubungan jumlah paku pada tingkat diameter tertentu dengan beban total sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat yang dihasilkan pada berbagai sesaran (Gambar 14).
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 4 6 8 10 4 6 8 10 4 6 8 10 4,1 mm 5,2 mm 5,5 mm
Jumlah Paku (Batang) Pada Tingkat Diameter (mm)
B e b a n T o ta l ( k g )
sesaran 0,35 mm sesaran 0,80 mm sesaran 1,50 mm sesaran 5,00 mm
Gambar 14. Hubungan antara beban total sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja dengan diameter dan jumlah paku pada berbagai sesaran
Gambar 14 menunjukkan bahwa adanya kecenderungan semakin banyak jumlah paku yang digunakan dalam pembuatan sambungan maka semakin tinggi beban total sambungan tarik yang dihasilkan. Namun, pada paku berdiameter 5,5 mm dengan jumlah paku 10 batang menghasilkan beban total yang lebih rendah dari penggunaan paku berjumlah 8 batang. Hal ini disebabkan karena penggunaan paku berdiameter besar dan jumlah paku yang banyak dapat menyebabkan balok kayu menjadi rusak. Beban total sambungan tarik optimum diperoleh dari penggunaan paku berdiameter 5,2 mm dengan jumlah paku 10 batang.
Berikut ini merupakan hasil analisis ragam beban total sambungan tarik
Tabel 7. Analisis ragam beban total sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja menurut berbagai sesaran
Sumber Keragaman Sesaran (mm) F tabel F hitung 0,35 0,80 1,50 5,00 0.05 0.01 A 13.46** 30.50** 40.32** 76.02** 3.40 5.61 B 22.80** 52.62** 89.77** 211.16** 3.01 4.72 A*B 2.62* 6.12** 8.99** 5.26** 2.51 3.67 Keterangan : ** = sangat nyata, * = nyata, tn = tidak nyata
: A = diameter paku; B = jumlah paku
Berdasarkan Tabel 7, hasil analisis ragam beban total sambungan tarik
double shear balok kayu kempas-pelat baja menunjukkan bahwa hasil interaksi
antara diameter dengan jumlah paku memberikan pengaruh yang sangat nyata pada setiap sesaran kecuali pada sesaran 0,35 mm (nyata). Faktor diameter dan jumlah paku sama-sama memberikan pengaruh yang sangat nyata.
Hasil analisis ragam beban total dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan. Uji lanjut Duncan yang disajikan pada lampiran 13 menunjukkan hasil yang berbeda dengan hasil uji lanjut Duncan pada beban ijin per paku. Hal ini disebabkan karena beban total belum dikonversi berdasarkan jumlah pak u yang digunakan dalam penyambungan. Sehingga kelompok perlakuan yang dibuat berdasarkan pada uji lanjut Duncan terhadap beban total juga berbeda dengan kelompok perlakuan beban ijin per paku.
Kelompok perlakuan I yang terdiri dari pelakuan yang menggunakan paku berukuran diameter 5,2 mm dengan jumlah paku 10 batang untuk sesaran 0,35 mm hingga 1,50 mm dan penggunaan paku berdiameter 5,5 mm dengan jumlah paku 10 batang untuk sesaran 5,00 mm menghasilkan beban total paling tinggi. Sedangkan kelompok perlakuan X yang terdiri dari penggunaan paku berdiameter 5,5 mm dengan jumlah paku 4 batang untuk sesaran 0,35 mm dan 0,80 mm dan paku berdiameter 4,1 mm dengan jumlah paku 4 batang untuk sesaran 1,50 mm dan 5,00 mm menghasilkan beban total paling rendah.
Tabel 8. Kelompok perlakuan terahadap beban total sambungan tarik double
shear balok kayu kempas-pelat baja menurut berbagai sesaran
berdasarkan uji lanjut Duncan (α = 0.05) Kelompok
perlakuan
B (kg) Menurut Berbagai Sesaran (mm) Tertentu
0.35 0.80 1.50 5.00 I 2293 4137 5967 9129 II 2134 3521 4728 8997 III 2091 3407 4362 8285 IV 1999 3307 3969 7269 V 1904 3151 3005 6522 VI 1415 2498 2588 5393 VII 1116 2217 2345 4951 VIII 1069 1730 1979 3938 IX 743 1301 1868 3657 X 562 1204 1817 2593
Berikut ini merupakan gambar hubungan antara kelompok perlakuan dengan beban total sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja pada berbagai sesaran (Gambar 15).
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
I II III IV V VI VII VIII IX X
Kelompok perlakuan Be b a n to ta l (k g )
sesaran 0,35 mm sesaran 0,80 mm sesaran 1,50 mm sesaran 5,00 mm
Gambar 15. Hubungan antara beban total sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja dengan kelompok perlakuan pada berbagai sesaran
Model matematis pada beban total sambungan tarik double shear kayu kempas-pelat baja, juga dirumuskan dengan menggunakan model regresi linear berdasarkan program Microsoft Ofiice Excel. Model matematis dari hubungan antara perlakuan (x) dengan beban total sambungan tarik double shear balok kayu
kempas-pelat baja (y), saat sesaran 0,35 mm, 0,80 mm, 1,50 mm dan 5,00 mm masing- masing adalah y = -203,42x + 2651,4 dengan R2 = 0,95, y = -328,76x + 4455,6 dengan R2 = 0,97, y = -451,91x + 5748,4 dengan R2 = 0,93 dan y = -763,77x + 10274 dengan nilai R2 = 0,99. Hal ini berarti model diatas dapat menerangkan respon (y) sebesar R2 untuk masing–masing sesaran dimana (y) tersebut merupakan beban total sambungan tarik double shear balok kayu kempas-pelat baja.