Analisa Tekuk Kolom Konstruksi Kayu Dengan Menggunakan Pelat Koppel

(1)

ANALISA TEKUK KOLOM KONSTRUKSI KAYU DENGAN

MENGGUNAKAN PELAT KOPPEL

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh

SISKA MONIKA KELIAT 060 424 008

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISA TEKUK KOLOM KONSTRUKSI KAYU DENGAN

MENGGUNAKAN PELAT KOPPEL

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk MenempuhUjian Sarjana Teknik Sipil

Dikerjakan oleh :

Penguji I Penguji II Penguji III

Ir. Terunajaya, M.Sc Ir. Syahrir Arbeyn S Ir. Besman Surbakti, MT NIP. 131 419 760 NIP. 130 936 322 NIP. 130 878 004

Mengesahkan

Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulisan tugas akhir ini adalah suatu syarat yang harus dipenuhi untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Sipil pada Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Penulis berharap tugas akhir dengan judul “ Analisa Tekuk Kolom Konstruksi Kayu Dengan Menggunakan Pelat Koppel ” ini dapat

membantu mahasiswa dan pembaca yang ingin melakukan penelitian mengenai tekuk kayu.

Dengan segala kerendahan hati penulis mohon maaf jika dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan dalam penulisan maupun perhitungan. Penulis sangat mengharapkan keringanan para pembaca untuk memberikan kritik dan saran yang dapat membangun dan menyempurnakan tugas akhir ini.

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Sanci Barus, MT, selaku Dosen Pembimbing dalam menyusun

Tugas Akhir ini;

(4)

3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara;

4. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara;

5. Bapak/Ibu Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara;

6. Para Asisten Laboratorium Struktur Departemen Teknik Sipil Universitas Katolik St. Thomas Medan;

7. Orang Tua (Ir. Dermawan Keliat dan Ir. Rahmawati Purba) yang di kasihi beserta keluarga besar yang memberikan dukungan moril dan materil;

8. Rekan-rekan mahasiswa, serta semua pihak yang telah membantu sehingga penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan.

Akhir kata, Penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan bagi Penulis pada khususnya.

Medan, Januari 2009 Penulis,

(5)

ABSTRAK

Pada struktur Teknik Sipil sangat banyak dijumpai konstruksi batang tekan atau kolom, kayu sebagai batang tekan harus diketahui sifat-sifat kayu sepenuhnya karena kolom atau batang tekan merupakan komponen struktur yang tugas utamanya menyangga beban tekan aksial dan menempati posisi penting dalam sistem struktur bangunan.

Dari teori yang didapat maka dilakukanlah percobaan uji tekuk kolom konstruksi kayu dengan menggunakan pelat koppel. Analisa tekuk aksial pada kolom kayu yang bersifat penelitian ini bertujuan untuk mencari besarnya beban kritis yang dapat dipikul sampai batas elastis. Selain itu, hasil tersebut akan dibandingkan dengan beban aksial yang diijinkan menurut perhitungan analisis dengan menggunakan metode Euler.

Dari hasil penelitian yang dilaksanakan maka hasil analitis benda uji batang tunggal yang didapat adalah Pcr = 1511,1945kg dan = 62,9664 kg/cm2 dan hasil

penelitian didapat Pcr = 1300 kg dan = 54,17 kg/cm2. Dari hasil analitis benda

uji batang ganda didapat Pcr = 12089,5562 kg dan = 215,8872 kg/cm2 dan hasil

penelitian didapat Pcr = 11500 kg dan = 205,357 kg/cm2. Besarnya perbedaan

nilap Pcr hasil pengujian dengan Pcr analitis dapat disebabkan oleh perbedaan

antara nilai elastisitas kayu hasil pengujian dengan nilai elastisitas kayu yang sesungguhnya

(6)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR GRAFIK... ix

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR NOTASI ... xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Umum... 1

1.2 Latar Belakang ... 2

1.3 Maksud dan Tujuan ... 2

1.4 Permasalahan ... 3

1.5 Pembatasan Masalah ... 4

1.6 Metodologi ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum... 6

(7)

2.3 Batas Berlakunya Persamaan Euler ... 11

2.4 Panjang Efektif ... 13

2.5 Sifat-Sifat Mekanis Kayu ... 13

2.6 Tegangan-Tegangan Kayu ... 15

2.7 Syarat-Syarat Batang Tekan Ganda Menurut PPKI 1961 ... 18

2.8 Pelat Koppel dan Sambungan ... 20

BAB III MATERIAL DAN METODE PENELITIAN 3.1 Persiapan dan Pemeriksaan Material ... 23

3.1.1 Pengujian Kadar Air ... 23

3.1.2 Pengujian Berat Jenis ... 24

3.1.3 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat ... 25

3.1.4 Pengujian Elastisitas ... 27

3.2 Rangka Dudukan Benda Uji ... 28

3.3 Alat Pembebanan Gaya Tekan ... 30

3.4 Alat Pengukur ... 31

3.5 Perencanaan Benda Uji ... 31

3.6 Proses Pengujian Benda Uji ... 32

BAB IV ANALISA PENGUJIAN BENDA UJI 4.1 Pengujian Mechanical Properties ... 35

4.1.1 Pengujian Kadar Air ... 35

(8)

4.1.3 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat ... 37

4.1.4 Pengujian Elastisitas ... 38

4.2 Pengujian Tekuk ... 47

4.2.1 Pengujian Tekuk Batang Tunggal ... 48

4.2.2 Pengujian Tekuk Batang Ganda... 52

4.3 Perbandingan Hasil Pengujian dengan Analisa Teori Euler ... 58

4.3.1 Karakteristik Benda Uji (Batang Tunggal) ... 58

4.3.2 Karakteristik Benda Uji (Batang Ganda) ... 59

4.4 Pembahasan Hasil Pengujian ... 61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 63

5.2 Saran ... 64

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.4 Macam-macam tekukan ... 3

Gambar 1.6 Model pengujian dan ukuran benda uji ... 5

Gambar 2.1 Perilaku kolom yang dibebani ... 6

Gambar 2.2 Kolom Euler ... 8

Gambar 2.3 Jangkauan kekuatan kolom yang umum Terhadap angka kelangsingan ... 12

Gambar 2.5 Spesifikasi kayu mutu A dan B ... 14

Gambar 2.6 Arah gaya membentuk sudut dengan arah Serat kayu ... 16

Gambar 2.7 Sumbu bahan dan sumbu bebas bahan profil ... 17

Gambar 2.8 Perilaku tekuk batang ganda... 21

Gambar 3.1.1 Sampel pengujian kadar air ... 23

Gambar 3.1.2 Sampel pengujian berat jenis ... 25

Gambar 3.1.3 Sampel pengujian kuat tekan ... 26

Gambar 3.1.4a Sampel pengujian elastisitas ... 27

Gambar 3.1.4b Penempatan dial dan beban pada benda uji ... 27

Gambar 3.2a Rangka dudukan benda uji sebelum dimodifikasi ... 29

(10)

Gambar 3.5 Penampang kolom persegi ... 31

Gambar 3.6b Posisi beban terhadap benda uji... 32

Gambar 3.6c Model perletakan sendi-sendi ... 33

Gambar 3.6d Perletakan dial indikator pada kolom uji ... 33

(11)

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.2.1 Grafik pembebanan dengan deformasi

Pada batang tunggal ... 49 Grafik 4.2.2 Grafik pembebanan dengan deformasi

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.6.a Tegangan yang diperkenankan untuk

Kayu mutu A ... 14

Tabel 2.6.b Tegangan yang diperkenankan untuk Kayu mutu B... 15

Tabel 2.6.c Daftar elastisitas kelas kuat kayu ... 17

Tabel 4.1.1 Hasil pengujian kadar air ... 35

Tabel 4.1.2 Hasil pengujian berat jenis ... 36

Tabel 4.1.3 Hasil pengujian kuat tekan sejajar serat ... 37

Tabel 4.1.4a Hasil pengujian elastisitas kayu ... 38

Tabel 4.1.4b Perhitungan nilai elastisitas kayu sampel I ... 39

Tabel 4.1.4c Perhitungan nilai elastisitas kayu sampel II ... 39

Tabel 4.1.4d Perhitungan nilai elastisitas kayu sampel III ... 40

Tabel 4.1.4e Perhitungan nilai elastisitas kayu sampel IV ... 40

Tabel 4.1.4f Perhitungan nilai elastisitas kayu sampel V ... 41

Tabel 4.1.4g Perhitungan nilai elastisitas kayu... 42

Tabel 4.1.4h Nilai pengujian dari mechanical properties ... 43

(13)

Tabel 4.2.1b Hasil pengujian tekuk kayu batang tunggal

sampel II ... 50 Tabel 4.2.2a Hasil pengujian tekuk kayu batang ganda

sampel I ... 53 Tabel 4.2.2b Hasil pengujian tekuk kayu batang ganda

(14)

DAFTAR NOTASI

lt = Tegangan ijin untuk lentur

tk// = Tegangan ijin sejajar serat untuk tekan tr// = Tegangan ijin sejajar serat untuk tarik tk = Tegangan ijin tegak lurus serat untuk tekan

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Umum

Pemilihan atas suatu bahan konstruksi tergantung dari sifat-sifat teknis, ekonomis dan dari segi keindahan. Jikalau kayu sebagai bahan konstruksi maka perlu diketahui sifat-sifat kayu sepenuhnya.

Kayu sampai dengan saat ini masih banyak dicari dan dibutuhkan oleh masyarakat luas karena kayu dinilai mempunyai sifat-sifat utama diantaranya adalah kayu merupakan sumber kekayaan alam yang tidak akan ada habis-habisnya apabila dikelola dengan cara yang baik, kayu mempunyai sifat spesifik yang tidak dimiliki oleh bahan-bahan lain yang dibuat oleh manusia misalnya material lain pun mempunyai sifat ini (baja), awet, mempunyai ketahanan terhadap pembebanan yang tegak lurus dengan seratnya atau sejajar seratnya dan sifat-sifat seperti ini tidak dipunyai oleh bahan-bahan lain yang dibuat oleh manusia.

Oleh karena itu pada masa sekarang ini Indonesia sebagai negara berkembang yang mempunyai kekayaan alam akan kayu harus dapat memanfaatkan kayu demi perkembangan pembangunan dan keindahan akan bangunan kayu. Negara-negara maju mengembangkan kayu sebagai bahan konstruksi seperti pilar (kolom), kuda-kuda atap, balok, panggung bekisting jembatan, dsb.

(16)

Tiang (kolom) kayu adalah merupakan komponen struktur yang tugas utamanya menyangga beban tekan aksial dan menempati posisi penting didalam sistem struktur bangunan. Kegagalan kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengannya, atau merupakan batas runtuh total keseluruhan struktur bangunan. Hal ini dapat dipengaruhi oleh panjang, lebar, dan tinggi suatu komponen struktur yang dapat mempengaruhi tekukan yang akan terjadi, dan tekukan yang terjadi dapat diperkecil dengan menggunakan pelat koppel.

Dalam analisa perencanaan suatu konstruksi, beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah batang memikul tarik, tekan atau momen atau kombinasinya. Pada umumnya kolom pada suatu konstruksi hanya mengalami kombinasi momen dengan tekan. Banyak orang telah mengemukakan teori tekuk kolom, mulai dari Leonhardt Euler pada tahun 1759 hingga Shanley pada tahun 1946, sehingga penulis ingin mengetahui sejauh mana keakuratannya, dengan didukung adanya alat penguji di laboratorium beton.

Berangkat dari uraian diatas, maka penulis akan mencoba menganalisa teori-teori tersebut dengan melakukan penelitian di laboratorium sesuai dengan judul “Analisa Tekuk pada Kolom Konstruksi Kayu dengan Menggunakan Pelat Koppel”.

1.3 Maksud dan Tujuan

(17)

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan beban kritis, panjang tekuk serta jari-jari kelembaman kolom kayu dari hasil analisa pengujian dengan hasil analisa perhitungan teori.

1.4 Permasalahan

Yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana keadaan beban kritis, panjang tekuk dan jari-jari kelembaman benda uji bila dibandingkan dengan analisa teori Euler dan bagaimana perilaku benda uji tunggal dan benda uji ganda yang dikoppel apabila dibebani secara normal sentries yang tergantung pada perletakan dan panjang benda uji.

Gambar 1.4 Jenis-Jenis Tekukan

(18)

1.5 Pembatasan Permasalahan

Mengingat luasnya ruang lingkup yang timbul dan keterbatasan alat uji, maka perlu dibuat pembatasan masalah yang akan dibahas, yakni sebagai berikut :

1. Pembebanan yang dialami kolom tersebut adalah pembebanan normal sentris;

2. Perletakan yang ditinjau adalah perletakan sendi-sendi;

3. Penampang batang kayu yang diuji adalah batang tunggal dan batang ganda yang dikoppel dengan ukuran yang masih akan ditentukan kemudian;

4. Panjang batang yang diuji akan ditentukan kemudian sesuai dengan peralatan yang ada;

5. Analisa perhitungan berdasarkan Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia.

1.6 Metodologi

Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini menggunakan beberapa cara pendekatan yakni :

1. Analisa perhitungan berdasarkan teori Euler; 2. Analisa hasil pengujian di laboratorium;

(19)

Benda Uji I

(20)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Kapasitas pikul beban batas pada elemen struktur tekan tergantung pada panjang relatif dan karakteristik dimensional penampang melintang elemen tersebut khususnya dimensi terkecil dari penampang melintang, selain juga bergantung pada sifat material yang digunakan.

Gambar 2.1. Perilaku Kolom yang Dibebani

Sumber : Schodek Daniel L, Struktur, Cetakan Pertama

(21)

mempertahankan bentuk linearnya, begitu pula jika bebannya bertambah. Pada saat beban mencapai taraf tertentu, elemen tersebut tiba-tiba mengalami perubahan bentuk seperti gambar 2.1. Hal inilah yang disebut fenomena tekuk (buckling). Tekuk adalah suatu ragam kegagalan yang diakibatkan oleh

ketidakstabilan suatu elemen struktur yang dipengaruhi oleh aksi beban.

Pada saat tekuk terjadi, taraf gaya internal dapat sangat rendah. Fenomena tekuk berkaitan dengan kekakuan elemen struktur. Suatu elemen yang mempunyai kekakuan yang kecil lebih mudah mengalami tekuk dibandingkan elemen yang mempunyai kekakuan yang besar. Semakin langsing suatu elemen struktur, semakin kecil kekakuannya.

Apabila suatu elemen struktur tekan mulai tidak stabil, seperti halnya kolom yang mengalami beban tekuk, maka elemen tersebut tidak dapat memberikan gaya tahanan internal lagi untuk mempertahankan konfigurasi linearnya. Gaya tahanannya lebih kecil daripada beban tekuk. Pada gambar 2.1 diperlihatkan sistem yang stabil, yang tidak stabil dan berada dalam keseimbangan netral. Kolom yang tepat berada dalam keadaan mengalami beban tekuk sama saja dengan sistem yang berada dalam keadaan keseimbangan netral. Sistem dalam keadaan demikian tidak mempunyai kecenderungan mempertahankan konfigurasi semula.

Banyak faktor yang mempengaruhi beban tekuk (beban ini disebut Pcr)

antara lain panjang kolom, perletakan kedua ujung kolom, ukuran dan bentuk penampang kolom. Kapasitas pikul beban kolom berbanding terbalik dengan kuadrat panjang kolom. Selain itu, faktor lain yang menentukan besarnya Pcr

(22)

material, bentuk serta ukuran penampang). Kolom cenderung menekuk ke arah sumbu terlemah. Akan tetapi, elemen tersebut dapat juga mempunyai kekakuan cukup pada sumbu lainnya untuk menahan tekuk. Dengan demikian, kapasitas pikul beban elemen tekan bergantung juga pada bentuk dan ukuran penampang. Ukuran penampang ini pada umumnya dapat dinyatakan dengan momen inersia I.

Faktor lain yang sangat penting dalam mempengaruhi besarnya beban tekuk Pcr adalah kondisi ujung elemen struktur. Apabila ujung-ujung suatu kolom bebas

berotasi, kolom tersebut mempunyai kemampuan pikul beban yang lebih kecil dibandingkan dengan kolom yang sama yang kedua ujungnya dalam kondisi dijepit.

2.2 Teori Euler

Teori tekuk kolom yang pertama kali dikemukakan oleh Leonhardt Euler pada tahun 1759 adalah kolom dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis hingga tekuk akan mengalami lengkungan yang kecil seperti gambar 2.2. Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit di salah satu ujung dan bertumpuan sederhana (simply supported) di ujung lainnya, logika yang sama dapat diterapkan pada kolom berujung sendi, yang tidak memiliki pengekang rotasi dan merupakan batang dengan kekuatan tekuk terkecil.

P

(23)

Pada titik sejauh x, momen lentur Mx (terhadap sumbu x) pada kolom yang

sedikit melentur adalah

... (2.1) Dan karena

... (2.2)

Persamaan di atas menjadi

... (2.3)

Bila k2 = P/EI akan diperoleh

+ k2y = 0

Penyelesaian persamaan diferensial ber-ordo dua ini dapat dinyatakan sebagai y = A + B ... (2.4) Dengan menerapkan syarat batas

; diperoleh 0 = A + B didapat harga B = 0 , karena harga A tidak mungkin nol, maka diperoleh harga

A ... (2.5)

Harga yang memenuhi ialah

Atau dengan perkataan lain, persamaan 2.5 dapat dipenuhi oleh tiga keadaan : a) ... Kon

stanta A = 0, tidak ada lendutan

b) ... kL = 0, tidak ada beban luar

c) ... kL

(24)

Apabila kedua ruas dikuadratkan

sehingga diperoleh :

... (2.6)

Ragam tekuk dasar pertama, yaitu lendutan dengan lengkung tunggal ( y = A sin x dari persamaan 2.4 ), akan terjadi bila kL = ; dengan demikian beban kritis Euler untuk kolom yang bersendi di kedua ujungnya dimana L adalah panjang tekuk yang dinotasikan Lk adalah :

... (2.7)

Untuk percobaan yang dilakukan pada penelitian uji tekuk ini, ada beberapa percobaan pendukung yang menggunakan sampel sebanyak 5 buah untuk masing-masing percobaan pendukung. Dan untuk menghitung percobaan tersebut digunakan rumus standard deviasi yaitu :

... (2.8)

Kemudian untuk mencari nilai rata-rata digunakan rumus :

Mean – 2,33 S ... (2.9) Dan untuk mencari kuat tekan rata-rata untuk percobaan kuat tekan kayu digunakan rumus :

(25)

2.3 Batas Berlakunya Persamaan Euler

Untuk mengetahui batas berlakunya persamaan Euler, harus dilihat ubungan antara tegangan kritis dengan kelangsingan kolom yang dinotasikan dengan ( ).

Dari persamaan 2.7 apabila kedua ruas dibagi dengan luas penampang, maka diperoleh :

... (2.8)

Karena maka diperoleh :

dimana adalah kelangsingan ( ) maka diperoleh

... (2.9)

Batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis, dan batang tekan yang pendek dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening). Pada keadaan yang umum, kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang meleleh. Keadaan ini disebut tekuk in elastic (tidak elastis).

Tekuk murni akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi bila anggapan-anggapan dibawah ini berlaku yakni :

1. ... Sifa t tegangan-tegangan tekan sama di seluruh titik pada penampang.

(26)

3. ... Res ultante beban bekerja melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur.

4. ... Kon disi ujung harus statis tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan.

5. ... Teo ri lendutan yang kecil seperti pada lenturan yang umum berlaku dan gaya geser dapat diabaikan.

6. ... Pun tiran atau distorsi penampang melintang tidak terjadi selama melentur. Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara bebas (independent). Dalam praktek, tekuk diartikan sebagai perbatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan; jadi bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir.

Seperti yang dijabarkan dimuka, penentuan beban batas tidak selaras dengan hasil percobaan. Hasil percobaan mencakup pengaruh bengkokan awal pada batang eksentrisitas beban yang tak terduga, tekuk setempat atau lateral dan tegangan sisa.

(27)

kelangsingan yang besar, dan tegangan leleh digunakan untuk kolom yang pendek, serta kurva transisi dipakai untuk tekuk inelastis.

Gambar 2.3. Jangkauan Kekuatan Kolom yang Umum Terhadap Angka Kelangsingan

Sumber : Salmon, Charles G, Struktur Baja Desain dan Perilaku, Jilid I Edisi Kedua

2.4 Panjang Efektif

(28)

Pada keadaan yang sesungguhnya, pengekangan momen di ujung selalu ada dan titik belok pada kurva bentuk tekuk terjadi di titik yang bukan merupakan ujung batang. Jarak antara titik-titik belok, baik yang riil maupun yang imajiner, adalah panjang efektif atau panjang ujung sendi ekivalen kolom.

2.5 Sifat – Sifat Mekanis Kayu

Kayu adalah suatu nahan konstruksi yang didapatkan dari tumbuhan di alam. Ada beberapa keuntungan mengapa kayu dipakai sebagai bahan konstruksi yaitu : kayu mempunyai kekuatan yang tinggi dan berat yang rendah, mempunyai daya penahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik, dapat mudah dikerjakan, harganya relatif murah, mudah diganti dan bisa didapat dalam waktu singkat. Kekuatan kayu sangat bergantung kepada mutu kayu. Menurut PKKI tahun 1961 (Peraturan Perencanaan Kayu Indonesia) ada beberapa mutu kayu yang diperbolehkan sesuai dengan spesifikasi sebagai berikut :

(29)

b. Mutu mata kayu : d1 < 1/4h; d2 < 1/4b

Gambar 2.5. Spesifikasi kayu mutu A dan mutu B

Sumber : Ir. K. H. Felix Yap, Konstruksi Kayu, Binacipta

2.6 Tegangan – Tegangan Kayu

Menurut PKKI, tegangan-tegangan yang diperkenankan adalah sebagai berikut :

Tabel 2.6.a. Tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A

(30)

tk (kg/cm2) 40 25 45 10 - 30

// (kg/cm2

) 20 12 8 5 - 15

Sumber : Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia 1961, Departemen Pekerjaan Umum

Tabel 2.6.b. Tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu B

Tegangan

Sumber : Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia 1961, Departemen Pekerjaan Umum

Dimana :

lt : Tegangan ijin untuk lentur (kg/cm2)

tk // : Tegangan ijin sejajar serat untuk tekan (kg/cm2) tr // : Tegangan ijin sejajar serat untuk tarik (kg/cm2)

tk : Tegangan ijin untuk tegak lurus serat untuk tekan (kg/cm2)

// : Tegangan ijin sejajar serat untuk geser (kg/cm2)

Tegangan – tegangan diatas berlaku untuk konstruksi yang terlindung dan yang menahan muatan tetap.

(31)

Muatan tetap maksudnya adalah muatan yang berlangsung lebih dari tiga bulan dan beban yang bergerak bersifat tetap atau terus – menerus seperti berat sendiri, tekanan tanah, barang-barang gudang, kendaraan diatas jembatan, dan sebagainya.

Muatan tidak tetap maksudnya adalah muatan yang berlangsung kurang dari tiga bulan dan muatan bergerak yang bersifat tidak tetap atau tidak terus – menerus, seperti berat orang yang berkumpul (untuk ruang sidang, gereja), tekanan angin dan sebagainya.

Pada bagian-bagian konstruksi yang arah gayanya membentuk sudut dengan arah serat kayu, maka tegangan yang diperkenankan harus dihitung menurut rumus PKKI tahun 1961 di bawah ini :

tk = tk // - ( tk // - tk ) sin ... (2.10)

Dimana :

= tegangan kayu yang diperkenankan tk = tekanan

= sudut antara arah gaya dan arah serat kayu

90 - α

α β

Gambar 2.6. Arah gaya membentuk sudut dengan arah serat kayu

Sumber : Ir. K. H. Felix Yap, Konstruksi Kayu, Binacipta

(32)

untuk batang-batang baut dan angker hanya boleh diambil 1000 kg/cm2, sedangkan tegangan geser yang diperkenankan diambil 800 kg/cm2 untuk baut pas dan 600 kg/cm2 untuk baut biasa.

Dalam perhitungan perubahan bentuk elastis, maka modulus kenyal kayu sejajar serat dapat diambil sbb :

Tabel 2.6.c. Daftar Elastisitas Kelas Kuat Kayu Kelas Kuat Kayu E // (kg/cm2 )

Sumber : Ir. K.H. Felix Yap, Konstruksi Kayu, Binacipta

2.7 Syarat-Syarat Batang Tekan Ganda Menurut PKKI 1961

Pada batang berganda, didalam menghitung momen lembam terhadap sumbu-sumbu bahan (sumbu X dalam gambar 2.7 a,b) kita dapat menganggap sebagai batang tunggal dengan lebar dengan jumlah lebar masing-masing bagian.

b

Gambar : 2.7.a,b,c. Sumbu bahan dan sumbu bebas bahan propil

(33)

Untuk menghitung momen lembam terhadap sumbu bebas bahan (sumbu X dalam gambar 2.7 c dan sumbu Y dalam gambar 2.7.1,b) harus dipakai rumus sebagai berikut :

... (2.11)

Dimana :

I = Momen lembam yang diperhitungkan It = Momen lembam teoritis

Ig = Momen lembam geser, dengan anggapan masing-masing bagian

profil digeser hingga berimpitan satu sama lain

Apabila jarak antara masing-masing bagian a > 2b, didalam menghitung It

harus diambil a = 2b. Masing-masing bagian yang membentuk batang berganda, harus mempunyai momen lembam :

... (2.12)

Dimana :

S = Gaya tekan yang timbul pada batang berganda dalam ton Iy = Panjang tekuk terhadap sumbu bebas bahan dalam meter

n = Jumlah batang untuk koppel

Masing-masing bagian profil pada ujung-ujungnya dan juga pada dua titik yang jaraknya masing-masing dari ujung-ujung batang tertekan itu sepertiga panjang batang, harus diberi perangkai. Jika lebar bagian b ≤ 18 cm, harus dipakai dua batang baut dan jika b > 18 cm maka harus dipakai 4 batang baut.

(34)

Dimensi pelat koppel adalah panjang, lebar, dan tebal. Panjang pelat koppel diberi notasi “l”, lebar pelat koppel diberi notasi “b”, tebal pelat koppel diberi notasi “t”. Panjang pelat koppel adalah merupakan variabel yang tidak bebas, karena panjang pelat koppel tergantung kepada inersia sumbu bebas bahan dari profil ganda.

Pelat koppel yang dipakai dalam penelitian ini terbuat dari bahan kayu dengan menggunakan sambungan baut.

Syarat-syarat yang telah ditetapkan di Indonesia dalam perhitungan menggunakan sambungan dengan baut terdapat dalam PKKI pasal 14 oleh Ir. Suwarno Wirjomartono (Universitas Gadjah Mada) sebagai berikut :

1. Alat penyambung baut harus terbuat dari baja St.37 atau dari besi yang mempunyai kekuatan paling sedikit seperti St.37.

2. Lubang baut harus dibuat secukupnya saja dan kelonggaran tidak boleh lebih dari 1,5 mm.

3. Bila tebal kayu lebih kecil dari 8 cm, harus dipakai baut dengan garis tengah paling kecil 10 mm (3/8”) sedangkan bila tebal kayu lebih besar dari 8 cm, harus dipakai baut dengan garis tengah paling kecil 12,7 mm (1/2”). 4. Baut harus disertai pelat ikutan yang tebalnya mnimum 0,3d dan

maksimum 5 mm dengan garis tengah 3d, atau jika mempunyai bentuk persegi empat, lebarnya 3d, dimana d = garis tengah baut. Jika bautnya hanya sebagai pelengkap, maka tebal pelat ikutan dapat diambil minimum 0,2d dan maksimum 4 mm.

(35)

Jarak minimum :

- ... Antara sumbu baut dan ujung kayu

(kayu muka) yang dibebani ... 7d dan ≥ 10 cm - ... Antara sumbu

baut dan ujung kayu

(kayu muka) yang tidak dibebani ... 3,5d

- ... Antara sumbu baut dengan sumbu baut dalam

Arah gaya ... 6d

Arah tegak lurus gaya ... 3d

- ... Antara sumbu baut dengan tepi kayu ... 2d

b. Arah gaya tegak lurus dengan arah serat kayu Jarak minimum :

- ... Antara sumbu baut dengan

Tepi kayu yang dibebani ... 5d

(36)

- ... Antara sumbu baut dan tepi kayu

yang tidak dibebani ... 2d

- ... Antara sumbu baut dalam

Arah tegak lurus gaya ... 3d

Agar persamaan diatas dapat dipakai maka harus dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :

1. ... Pelat koppel membagi batang tersusun menjadi beberapa bagian yang sama panjang atau dapat dianggap sama panjang.

2. ... Banyak nya pembagian batang minimum adalah tiga.

3. ... Hubung an antara pelat koppel dengan elemen batang tekan harus kaku. 4. ... Pelat

koppel harus cukup kuat sehingga memenuhi persamaan :

... (2.13)

S = Gaya tekan yang timbul pada batang berganda dalam ton Iy = Panjang tekuk terhadap sumbu bebas bahan dalam meter

n = Jumlah batang untuk koppel

(37)

Salah Benar

(38)

3 cm

4,5 cm

6,5 cm

BAB III

MATERIAL DAN METODE PENELITIAN

3.1 Persiapan dan Pemeriksaan Material

Material yang digunakan adalah kayu persegi yang diperoleh dari pemotongan kayu bulat yang dibentuk sedemikian rupa sehingga menjadi potongan kolom pesegi. Karena material yang dipakai dalam penelitian kayu ini kayu yang tidak standard, maka sebelum melaksanakan uji tekuk, terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan material dengan mengadakan pengujian modulus elastisitas, kadar air, berat jenis, dan kuat tekan sejajar serat dari material yang sesungguhnya. Hal ini dilakukan agar dapat menentukan dimensi kayu yang akan diuji tekuknya.

3.1.1 Pengujian Kadar Air

Pengujian kadar air dilakukan untuk mendapatkan kadar air yang dikandung dari benda uji. Dalam hal ini benda uji yang digunakan adalah kayu yang sudah diketam dengan ukuran (3 x 4,5 x 6,5) cm sebanyak 5 sampel.

(39)

Kemudian masing-masing kayu ditimbang dengan menggunakan timbangan merek ELE kapasitas 25 kg dengan ketelitian 0,01 gr dan dicatat sebagai berat awal. Kemudian kayu dimasukkan kedalam oven selama 1 x 24 jam. Setelah itu kayu dikeluarkan dari oven lalu ditimbang kembali dengan menggunakan timbangan yang sama dan dicatat sebagai berat akhir. Agar berat yang didapat konstan, jangan menimbang kayu dalam keadaan panas. Tapi biarkanlah kayu tersebut dalam keadaan dingin terlebih dahulu.

Untuk mencari kadar air kayu digunakan rumus :

Dimana :

x = Kadar lengas kayu (%)

Gx = Berat benda uji mula-mula (gr)

Gk = Berat benda uji setelah di oven (gr)

3.1.2 Pengujian Berat Jenis

(40)

5 cm 7,5 cm

2,5 cm

Gambar 3.1.2 Sampel Penelitian Berat Jenis

Kemudian masing-masing kayu ditimbang dengan menggunakan timbangan merek ELE kapasitas 25 kg dengan ketelitian 0,01 gr dan dicatat beratnya.

Untuk mencari berat jenis kayu digunakan rumus :

Dimana :

BJ = Berat jenis kayu (gr/cm3)

Wx = Berat benda uji dalam keadaan kering udara (gr)

Vx = Volume sampel (cm3)

3.1.3 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat

(41)

2 cm 6 cm

2 cm

P

Kemudian kayu tersebut dimasukkan kedalam mesin tekan merek ELE dengan kapasitas 200 ton dengan sisi (2 x 2) cm menghadap ke atas dan ke bawah. Kemudian dilakukan penekanan secara perlahan. Penekanan dilakukan sampai pembacaab dial berhenti atau turun dan menunjukkan angka yang tetap, yaitu saat terjadi keruntuhan pada benda uji.

Gambar 3.1.3 Sampel Penelitian Kuat Tekan

Besarnya nilai pembacaan akhir kemudian dicatat sebagai beban tekan yang merupakan nilai P. Kekuatan tekan kayu arah sejajar serat dapat dihitung dengan rumus :

tk//

Dimana :

tk// : Tegangan tekan sejajar serat (kg/cm2)

(42)

Pengujian Elastisitas dilakukan untuk mendapatkan nilai elastisitas yang mengalami lenturan. Dalam hal ini benda uji yang digunakan adalah kayu yang sudah diketam dengan ukuran (2 x 2 x 30) cm sebanyak 5 sampel dengan arah serat sejajar dengan arah memanjang benda uji.

30 cm

2 cm 2 cm

Gambar 3.1.4a Sampel Penelitian Elastisitas

Pengujian elastisitas dilakukan dengan memberikan pembebanan pada batang kayu yang ditentukan dimensinya. Batang kayu tersebut diletakkan pada perletakan sendi-sendi dengan bentang 300 cm. Kemudian di tengah bentang diberikan pembebanan dengan penambahan 10 kg sampai kayu mengalami lendutan. Lendutan kayu diperoleh dari angka yang ditunjukkan dial indikator dengan merek Mitumoyo dengan ketelitian 0,01 mm yang dipasang ditengah bentang.

Dial

P 30 cm

(43)

Beban P secara bertahap ditambah besarnya lalu dicatat nilai penurunan yang terjadi pada saat penambahan beban. Beban harus ditambah sampai benda uji menjadi patah. Untuk setiap besar beban yang bekerja diperoleh besarnya nilai penurunan (f). Dari kedua parameter ini didapatlah nilai elastisitas yang dihitung dengan rumus :

Dimana :

f : nilai dari besarnya penurunan yang terjadi (cm) L : Panjang bentang (30 cm)

b : Lebar benda uji (2 cm) h : Tinggi benda uji (2 cm)

: Tegangan lentur (kg/cm2) : Regangan yang terjadi

3.2 Rangka Dudukan Benda Uji

Rangka dudukan benda uji (frame) yang dimaksud adalah tempat penahan sekaligus sebagai dudukan benda uji. Frame yang tersedia adalah untuk pengujian kolom besar dengan perletakan sendi bebas. Sebelum dimodifikasi perlu dibuatkan modelnya untuk melihat letak dan bentuk perubahan yang diperlukan. Frame tersebut dimodifikasi sedemikian rupa agar dapat memperlihatkan

(44)

Frame yang tersedia terdiri dari potongan-potongan plat yang dibentuk

seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.2a dengan tebal plat 10 mm. Kemudian frame dimodifikasi dengan penambahan plat dengan ukuran (250 x 250 x 5) mm sebagai sendi di ujung atas dan ukuran 2 (200 x 125 x 5) mm sebagai sendi di ujung bawah sejauh seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.2b.

25 cm 25 cm 18

35cm

190cm

35cm

50cm

51cm

Tampak Depan

Tampak Samping

Tampak Atas

(45)

25 cm 25 cm 18

Gambar 3.2b Rangka dudukan benda uji sesudah dimodifikasi

3.3 Alat Pembebanan Gaya Tekan

Gaya tekan akan diberikan pada benda uji yang dihasilkan oleh sebuah hydraulic hand pump (dongkrak hidrolik) yang dilengkapi dengan proving ring.

Proving ring ini berfungsi untuk menunjukkan besarnya gaya yang dihasilkan

oleh hydraulic hand pump (jack) yang mempunyai kapasitas sampai 25 ton.

(46)

3.4 Alat Pengukur

Untuk mengetahui besarnya gaya dan informasi yang terjadi pada kolom dibutuhkan alat ukur, antara lain :

a. Proving Ring

Alat ukur ini berfungsi untuk menunjukkan gaya yang dihasilkan atau diberikan oleh jack.

b. Dial Indicator

Fungsi alat ukur ini yakni menunjukkan besarnya deformasi yang terjadi pada kolom. Dial indicator ini mempunyai tingkat ketelitian 0,01 mm.

3.5 Perencanaan Benda Uji

Benda uji yang direncanakan adalah kolom persegi. Adapun alasan pemilihan kolom persegi adalah karena kolom persegi dapat ditentukan sumbu lemahnya. Kolom persegi yang tidak sama dengan tebalnya. Seperti telah dikemukakan pada bab sebelumnya, kolom menekuk ke arah sumbu lemah. Jadi kolom persegi dapat diperkirakan ke mana arah tekuknya.

h

b y

x

Arah Tekuk

Sumbu lemah adalah sumbu x dan arah tekuk sejajar sumbu y

Gambar 3.5 Penampang kolom persegi

(47)

90°

Kolom harus tegak lurus dengan bidang datar

Penahan Bola Baja

3.6 Proses Pengujian Benda Uji

Ada dua hal utama yang perlu diperhatikan dalam pelaksanaan pengujian tekuk ini yaitu :

a. Kolom harus benar-benar lurus, agar garis tengah batang benar-benar lurus, dan beban yang bekerja akan tepat pada garis tengah batang.

b. Beban harus tepat pada titik berat penampang kolom.

Kedua hal ini perlu diperhatikan agar tidak menimbulkan momen akibat adanya eksentrisitas.

Pengujian benda uji dilakukan satu demi satu. Dalam proses pengujian benda uji tersebut dilalui beberapa langkah yang harus ditempuh, antara lain : a. Langkah pertama yang dilakukan adalah pemasangan benda uji pada frame

dengan letak dan posisi yang diatur sedemikian rupa sehingga menghasilkan posisi yang simetris dan tegak lurus.

b. Untuk memastikan bahwa kolom benar-benar tegak lurus terhadap bidang datar, kolom tersebut di waterpass.

Gambar 3.6b Posisi beban terhadap benda uji

(48)

Gambar 3.6c Model perletakan sendi-sendi

d. Dial Indicator diletakkan sedemikian rupa ditengah bentang.

Gambar 3.6d Letak dial indikator pada kolom uji

e. Setelah pemasangan sesuai dengan yang diharapkan, dilakukan pengujian dengan memberikan pembebanan awal 100 kg (kolom tunggal), selang dua menit pembebanan dilakukan secara bertahap dengan penambahan beban 100

Arah Tekuk

(49)

kg. Setiap penambahan beban dilakukan pembacaan dan pencatatan dial indicator.

f. Untuk batang ganda diberikan pembebanan awal 1000 kg, selang dua menit pembebanan dilakukan secara bertahap dengan penambahan beban 250 kg. Setiap penambahan beban dilakukan pembacaan dan pencatatan dial indicator. g. Bila kolom sudah mengalami patah atau kelelahan, penambahan beban

(50)

BAB IV

ANALISA HASIL PENGUJIAN BENDA UJI

4.1Pengujian Mechanical Properties

4.1.1 Pengujian Kadar Air

Hasil pengujian kadar air yang dilakukan terhadap benda uji sebanyak 5 (lima) buah adalah seperti yang terlihat pada tabel 4.1 dibawah ini.

Tabel 4.1.1 Hasil Pengujian Kadar Air

Sampel Berat Gx (gr) Berat Gk (gr) Kadar Air (%)

I 55,5 53 4,7169811

II 54 50,5 6,9306931

III 54 51 5,8823529

IV 55 52 5,7692308

V 53 50 6,0000000

Total 29,2992579

Keterangan :

Gx : Berat benda uji mula-mula (gr)

(51)

%

Sehingga nilai kadar air rata-rata dari 5 buah benda uji yang digunakan adalah 4,0248 %.

4.1.2 Pengujian Berat Jenis

Hasil pengujian berat jenis yang dilakukan terhadap benda uji sebanyak 5 (lima) buah adalah seperti yang terlihat pada tabel 4.2 dibawah ini.

Tabel 4.1.2 Hasil Pengujian Berat Jenis

Sampel Berat

(52)

4.1.3 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat

Tabel 4.1.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat

Sampel Beban (kg) Luas (cm2) Kuat Tekan (kg/cm2)

I 2200 4 550

II 2000 4 500

III 2000 4 500

IV 2000 4 500

V 2200 4 550

Total 2600

Sehingga nilai tegangan tekan sejajar serat rata-rata dari 5 buah benda uji yang digunakan adalah kg/cm2.

(53)

Tabel 4.1.4a Hasil Pengujian Elastisitas

Beban (kg)

Pembacaan Dial (0,01 mm)

Sampel

Tabel 4.1.4b Perhitungan Nilai Elastisitas Kayu Sampel I

P

(54)

P

Tabel 4.1.4d Perhitungan Nilai Elastisitas Kayu Sampel III

P

(55)

P

Tabel 4.1.4f Perhitungan Nilai Elastisitas Kayu Sampel V

P

(56)

Dimana :

Keterangan :

Pi = Pembebanan (Kg) Yi = Pembacaan Dial (cm)

Karena kelima benda uji tersebut diambil dari satu bahan yang sama maka dengan uji elastis kayu diperoleh data-data dibawah ini :

Tabel 4.1.4g Perhitungan Nilai Elastisitas Kayu

No. Sampel Nilai Elastisitas

I 119678,2394 II 127114,9612 III 149442,0829 IV 135587,4064

V 137102,5199

(57)

Sehingga nilai elastisitas rata-rata dari 5 buah benda uji yang digunakan adalah 107659,7004 kg/cm2.

Nilai dari pengujian-pengujian diatas dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 4.1.4h Nilai Pengujian dari Mechanical Properties

Jenis Pengujian Nilai Pengujian

Kadar Air 4,0248%

Berat Jenis 0,5955 gr/cm3 Kuat Tekan Sejajar

Serat kg/cm

2

Elastisitas 107659,7004 kg/cm2

Jika dilihat dari nilai pengujian yang didapat diatas, maka kriteria dari kayu yang digunakan adalah sebagai berikut :

1. Dilihat dari nilai berat jenisnya, kayu tersebut merupakan kayu dengan kelas kuat III, dimana kayu tersebut mempunyai nilai berat jenis yang berada diantara 0,60 – 0,40 yaitu 0,5955 gr/cm3.

2. Dilihat dari nilai kadar airmya, maka menurut PKKI 1961, kayu tersebut merupakan kayu dengan mutu A, dengan nilai kadar air < 30% yaitu 4,0248%.

3. Dilihat dari nilai elastisitasnya, maka menurut PKKI 1961, kayu tersebut berada pada kelas kuat kayu II, dengan nilai 107659,7004 kg/cm2.

(58)

Setelah didapatkan nilai elastisitas kayu yang digunakan, maka dapat direncanakan ukuran dimensi kayu dengan perhitungan analisis.

Kapasitas frame adalah 40 ton sedangkan kapasitas jack yang dipakai adalah 25 ton, maka :

- Pakai Pcr = 1500 kg

- Modulus Elastisitas E dipakai E = 107659,7004 kg/cm2 - Panjang kolom L = 150 cm

-Persyaratan bahwa b < h

Misalkan b = 4 cm

(59)

Maka dipakai kolom/ batang kayu persegi ukuran ( 4 x 6 ) cm, dengan momen inersia Iy = cm4

Batang Ganda dengan Pelat Koppel

Maka :

3 3

10

Y

(60)

b

L t

Dengan demikian diperoleh Pcr untuk batang ganda adalah :

Dimensi Pelat Koppel

Data Pelat Koppel : a = 2 cm t = 0,3 cm L = 10 cm

(61)

Dengan diketahuinya harga a = 2 cm, maka :

Dimensi dan Jarak Baut

S1 = 15

S = 30

S1 = 15

Ø 10 mm

Dimana :

S1 = 3,5d = 3,5 x 10 = 35 mm

S = 6d = 6 x 10 = 60 mm

(62)

Dalam pengujian tekuk kayu yang dilaksanakan di laboratorium didapatlah nilai deformasi. Nilai deformasi ini diambil dari pembacaan dial. Dan pembacaan dial tersebut didapat dari beban yang diberikan. Kaena dengan adanya beban, maka kita bisa melihat adanya deformasi dari pembacaan dial tersebut. Berangkat dari pengujian tekuk inilah maka kita dapat melihat Pkritis dari suatu kayu. Pkritis

dari kayu tersebut dapat dilihat nilainya setelah kita mengadakan pengujian dan memasukkan nlai dari pengujian tersebut kedalam grafik.

4.2.1 Pengujian Tekuk Batang Tunggal

Dari hasil pengujian diperoleh data-data seperti pada tabel dibawah. Kemudian dari data tabel dibuat grafik hubungan beban P dan deformasi .

Tabel 4.2.1 Hasil pengujian Tekuk kayu batang tunggal

(63)

19 1900 2704

20 2000 3002

(64)

Keterangan :

Dari grafik 4.2.1 diperoleh Pcr = 1300 kg dengan deformasi = 8,26 mm,

karena pada titik (8,26; 1300) deformasi yang terjadi masih linier, sementara pada titik (11,21 ; 1400) sudah tidak linier lagi. Dengan demikian pada titik (8,26; 1300) adalah sebagai batas antara lendutan stabil dan tidak stabil.

Maka dari pengujian diperoleh tegangan yang terjadi untuk batang tunggal adalah:

(65)

Dari hasil pengujian diperoleh data-data seperti pada tabel dibawah. Kemudian dari data tabel dibuat grafik hubungan beban P dan deformasi .

Tabel 4.2.2 Hasil pengujian Tekuk kayu batang ganda sampel I

No Beban

(66)

Keterangan :

Dari grafik 4.2.2 diperoleh Pcr = 11500 kg dengan deformasi = 7,94 mm,

(67)

Benda Uji I (4 x 6 x 150 ) cm

pada titik (11,30 ; 12000) sudah tidak linier lagi. Dengan demikian pada titik (7,94 ; 11500) adalah sebagai batas antara lendutan stabil dan tidak stabil.

Maka dari pengujian diperoleh tegangan yang terjadi untuk batang ganda adalah:

Hasil dari pengujian tersebut diatas dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.2 Hasil dari Pengujian Tekuk Kayu Batang Tunggal dan Batang Ganda

Batang Tunggal Batang Ganda

54,17 kg/cm2 205,357 kg/cm2

Pcr 1300 kg 11500 kg

4.3 Perbandingan Hasil Pengujian dengan Analisa Teori Euler

(68)

- b = 4 cm ; h = 6 cm

- A = 4 × 6 = 24 cm2

- L = lk = 150 cm

--

(69)

Benda Uji 2

4.3.2 Karakterisitik benda uji (Batang Ganda) adalah :

- b = 4 cm ; h = 6 cm

- A = 8 × 6 = 56 cm2

- L = lk = 150 cm

(70)

Maka :

-

-Hasil dari perhitungan tersebut diatas dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 4.3 Nilai Perhitungan dengan Menggunakan Teori Euler

(71)

62,9664 kg/cm2 215,8872 kg/cm2 Pcr 1511,1945 kg 12089.5562 kg

4.4 Pembahasan Hasil Pengujian

Ada beberapa hal yang terlihat pada hasil pengujian yang dirasa perlu untuk mendapat pembahasan antara lain sebagai berikut :

1. Terjadinya deformasi pada awal penambahan beban walaupun relatif kecil. Hal ini dapat disebabkan ketika melaksanakan pengujian, beban tidak benar-benar tepat pada sumbu batang dan kolom tidak benar-benar-benar-benar lurus. Kemudian sangat sulit memastikan letak titik berat penampang yang benar-benar akurat. Kedua masalah ini mengakibatkan timbulnya momen eksentris yang mengakibatkan deformasi. Dengan terjadinya deformasi awal maka hasil pengujian berbeda dengan analitis.

Penentuan nilai Pcr diperoleh dari perbatasan nilai antara lendutan stabil

dengan lendutan tidak stabil. Hal ini disebabkan karena dalam praktek pada batang tekan, tekuk diartikan sebagai perbatasan antara lendutan stabil dan tidak stabil. Jadi bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang tekan.

(72)

Gambar 4.4 Tekukan Ex- Sentris

2. Dari hasil analitis benda uji batang tunggal didapat Pcr = 1511,1945 kg dan

= 62,9664 kg/cm2. Dari hasil penelitian didapat Pcr = 1300 kg dan = 54,17

kg/cm2.

3. Dari hasil analitis benda uji batang ganda didapat Pcr = 12089.5562 kg dan

= 215,8872 kg/cm2. Dari hasil penelitian didapat Pcr = 11500 kg dan =

205,357kg/cm2.

4. Besarnya perbedaan nilap Pcr hasil pengujian dengan Pcr analitis dapat

disebabkan oleh perbedaan antara nilai elastisitas kayu hasil pengujian dengan nilai elastisitas kayu yang sesungguhnya.

Hasil perbandingan antara nilai pengujian dan analitis dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 4.4 Perbandingan Hasil Nilai Penelitian dan Analitis

Penelitian

54,17 kg/cm2 205,357 kg/cm2

Pcr 1300 kg 11500 kg

Analitis

62,9664 kg/cm2 215,8872 kg/cm2 Pcr 1511,1945 kg 12089.5562 kg

(73)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan analisa yang penulis laksanakan didapat hasil sebagai berikut :

1. Dilihat dari nilai berat jenisnya, kayu tersebut merupakan kayu dengan kelas kuat III, dimana kayu tersebut mempunyai nilai berat jenis yang berada diantara 0,60 – 0,40 yaitu 0,5955 gr/cm3.

2. Dilihat dari nilai kadar airmya, maka menurut PKKI 1961, kayu tersebut merupakan kayu dengan mutu A, dengan nilai kadar air < 30% yaitu 4,0248%. 3. Dilihat dari nilai elastisitasnya, maka menurut PKKI 1961, kayu tersebut

berada pada kelas kuat kayu II, dengan nilai 107659,7004 kg/cm2.

4. Dilihat dari nilai kuat tekan sejajar seratnya, maka kayu yang digunakan termasuk dalam kelas kuat I, dengan nilai kg/cm2.

5. Beban kritis (Pcr) yang didapat dari perhitungan rumus beban kritis Euler lebih

besar dibandingkan dengan beban kritis yang didapat dari hasil penelitian di laboratorium yaitu :

a. Untuk benda uji batang tunggal didapat Pcr Euler = 1511,1945 kg sedangkan

Pcr penelitian = 1300 kg.

b. Untuk benda uji batang ganda didapat Pcr Euler = 12089,5562 kg sedangkan

(74)

6. Demikian juga dengan tegangan yang terjadi yang dihitung berdasarkan Teori Euler lebih besar dibandingkan dengan tegangan yang dihitung berdasarkan hasil penelitian laboratorium yaitu :

a. Untuk benda uji batang tunggal didapat Euler = 62,9664 kg/cm2

sedangkan penelitian = 54,17 kg/cm2.

b. Untuk banda uji batang ganda didapat Euler = 215,8872 kg/cm2 sedangkan penelitian = 205,357 kg/cm2.

5.2 Saran

1. Dalam pembuatan rangka dudukan (frame) dan benda uji harus benar-benar simetris dan memiliki tingkat ketelitian yang tinggi untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih akurat dan dipercaya.

(75)

DAFTAR PUSTAKA

E. P. Popov, 1984, Mekanika Teknik Edisi Kedua, Jakarta Pusat: Erlangga Heinz Frick, Ir., 1983, Ilmu Konstruksi Bangunan Kayu, Yogjakarta: Kanisius I Gusti Ngurah Agung, Ph.D., Prof., 2006, Statistika Penerapan Model Rerata-

Sel Multivariat dan Model Ekonometri dengan SPPS, Jakarta: Yayasan

SAD Satria Bhakti

J.M. Dinwoodie, B.Sc (For), M.Tech, Ph.D., 1986, Timber Its Structure, Properties and Utilisation Sixth Edition, London: Macmillan Education

LTD

K.H Felix Yap, Ir., 1964, Konstruksi Kayu, Bandung: Binacipta

Soemono, Prof. Ir., 1971, Bangunan-Bangunan Statis Tak Tertentu, Bandung: Djambatan

Suwarno Wirjomartono, Ir., dkk., 1970, Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia, Bandung: Departemen PU

Titik Harsianti, dkk., 2008, Bahasa dan Sastra Indonesia Untuk Kelas III SMA/MA, Jakarta: Bumi Aksara