• Tidak ada hasil yang ditemukan

Efektivitas Sambungan Kayu Pada Momen Maksimum Dengan Diameter Baut Bervariasi Pada Balok Sendi Rol(Kajian Eksperimental)

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Efektivitas Sambungan Kayu Pada Momen Maksimum Dengan Diameter Baut Bervariasi Pada Balok Sendi Rol(Kajian Eksperimental)"

Copied!
99
0
0

Teks penuh

(1)

EFEKTIVITAS SAMBUNGAN KAYU PADA MOMEN MAKSIMUM

DENGAN DIAMETER BAUT BERVARIASI PADA BALOK SENDI

ROL

( KAJIAN EKSPERIMENTAL )

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat

dalam menempuh Colloqium Doctum / Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh :

MUHAMMAD SADIKIN

070404018

BIDANG STUDI STRUKTUR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

(2)

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Allah SWT , yang telah melimpahkan rahmat dan karunia – NYA , sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini. Tugas akhir ini berjudul “EFEKTIVITAS SAMBUNGAN KAYU PADA MOMEN MAKSIMUM DENGAN DIAMETER BAUT BERVARIASI PADA BALOK SENDI ROL (EKSPERIMENTAL)“ yang disusun untuk melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU.

Pada kesempatan ini , penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu , tenaga , pikiran untuk memberikan bimbingan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

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

3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Seketaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak dan Ibu Dosen / Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara .

5. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini.

(3)

7. Buat saudara-saudara saya Muhammad Soehail, SE, Muhammad Yoeqi, Amd, Aya Sofia dan Muhammad Firdaus yang telah memberikan dukungan dan doanya kepada penulis.

8. Terima kasih buat Ayu Ramadhana Sari dan sahabatku Yulia Velayyati, SE serta Rieni Triwahyuni, SE atas bantuan dan dukungannya.

9. Terima kasih teman – temanku Ghufran, Aulia, Arul, Alep, Dicky, Saki, Dipa, Alfri, Dean, Putri, Vina, Dina, Dita, Vivi, Faiz, Apis, Incen, Deddy, Umar, Muna, Agung, Arsad, Jora dan teman – teman angkatan ’07 lainnya yang tidak dapat disebutkan satu-persatu atas bantuan dan dukungannya.

10.Terima kasih buat teman-temanku Irza, Vela, Ibal, Adit, Chalis dan Andre atas bantuan dan dukungannya.

11.Terima kasih buat abang-abang dan kakak-kakak 06, 05, 04 lainnya atas bantuan dan dukungannya.

12.Terima kasih buat adik – adikku Bembeng, Udin, Rizqan, Hendri, Eko dan adik-adik 09, 10 lainnya atas bantuan dan dukungannya.

13.Para staf Laboratorium Beton dan asisten ( Mas Bandi, Ari Yusman, Hafiz, Prima, Rahmad, Oji).

Saya menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman serta referensi yagn saya miliki . Penulis sangat mengharapkan saran – saran dan kritik demi perbaikan pada masa mendatang.

Akhir kata , semoga tugas akhir ini dapat berguna bagi ilmu pengetahuan dan teknologi , khususnya pada bidang teknik sipil.

Medan, Mei 2013 Penulis

(4)

ABSTRAK

Kayu adalah bahan konstruksi yang mudah didapat di alam memiliki sifat dan

karakteristik yang berbeda dari bahan konstruksi yang lain dari segi sifat fisis dan mekanis.

Kelebihan kayu adalah lebih murah, mudah didapat dan mudah pengerjaannya serta ringan

Kayu juga memiliki kekurangan antara lain serangan serangga, mudah terbakar, sifat kurang

awet dikarenakan sudah sulit ditemukan kayu yang dipasarkan telah cukup umur untuk

dipotong sehinggan masa layan kayu tidak cukup lama.

Pada penelitian yang dilakukan ini, bahan sambungan yang akan digunakan adalah kayu dengan alat penyambung baut dengan diameter yang bervariasi yaitu Ø10 mm, Ø12 mm, dan Ø16 mm. Ketiganya akan dibandingkan dengan menggunakan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI NI-5 2002). Sehingga nantinya akan didapat hubungan antar beban (P) dan penurunan (deformasi) sampai pada beban ultimit pada tiap-tiap variasi diameter baut, baik secara teoritis maupun eksperimental.

Dari hasil penelitian didapat bahwa kayu kelapa terletak pada kode mutu E10 dengan Elastisitas Lentur 11000 Mpa, kuat tekan sejajar serat 668,601 kg/cm2, berat jenis 0,987 gr/cm3 dan kadar air 21,138%. Serta diperoleh efektivitas sebesar 64,45% pada sambungan kayu dengan alat sambung baut berdiameter 10 mm dan 12 mm, sedangkan pada sambungan kayu dengan alat sambung baut berdiameter 16 mm diperoleh efektivitas sebesar 63,64%.

(5)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ………. i

ABSTRAK ……….. iii

DAFTAR ISI ………... iv

DAFTAR TABEL ………. viii

DAFTAR GAMBAR ……….. ix

DAFTAR NOTASI ……….. xi

BAB I PENDAHULUAN ……….………... 1

1. 1 Latar Belakang ……….. 1

1. 2 Perumusan Masalah ……….. 2

1. 3 Maksud dan Tujuan ……….. 3

1. 4 Pembatasan Masalah ………..……..………. 3

1. 5 Metodologi Penelitian ………... 4

BAB II STUDI PUSTAKA ………..…………... 6

2. 1 Umum ……….………... 6

2. 1. 1 Kulit Kayu ……… 7

2. 1. 2 Kambium ……….. 8

2. 1. 3 Kayu ………. 8

2. 1. 4 Hati Kayu …………..…...……… 9

2. 1. 5 Lingkaran Tahun ……….. 9

(6)

2. 2 Sifat-sifat Kayu ……….. 10

2. 2. 1 Sifat Umum ……..……….. 10

2. 2. 2 Sifat Fisis Kayu ………...……… 11

2. 2. 3 Sifat Mekanis Kayu ……… 17

2. 3 Kayu Kelapa …...……… 20

2. 4 Tegangan Bahan Kayu ……… 21

2. 4. 1.Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis ... 25

2. 4. 2.Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Visual ... 26

2. 5 Sambungan Mekanis ... 27

2. 5. 1 Umum ... 27

2. 5. 2 Jenis-jenis Sambungan ... 30

2. 5. 3 Alat Sambung Mekanik ... 30

2. 5. 4 Baut ... 30

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 37

3. 1 Persiapan Penelitian ………...……….……… 37

3. 2 Pelaksanaan Pengujian ... 37

3. 2. 1 Pemeriksaan Kadar Air ... 38

3. 2. 2 Pemeriksaan Berat Jenis ... 39

3. 2. 3 Pengujian Kuat Tekan ... 40

3. 2. 4 Pengujian Kuat Lentur Pada Penurunan Izin ... 41

3. 2. 5 Pengujian Elastisitas ... 42

(7)

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN PENELITIAN

HASIL 4.1 Hasil Penelitian ………...……… 46

4.1.1 Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties Kayu …...……….….. 46

4.1.1.1 Hasil Pemeriksan Kadar Air ... 46

4.1.1.2 Pemeriksaan Berat Jenis ...………... 47

4.1.1.3 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu ... 48

4.1.1.4 Pengujian Kuat Lentur dan Elastisitas Lentur Kayu …... 49

4. 1. 2 Kesimpulan Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties ... 55

4. 2 Pengujian Sambungan Baut Memikul Momen Maksimum ….…… 56

4.2.1 Menggunakan Section Modulus ..………..…... 57

4.2.2 Menentukan Beban Pada Sambungan Kayu …... 57

4.2.3 Perhitungan Kuat Lentur yang Diizinkan pada Kayu Dengan Menggunakan Alat Sambung Baut Berdiameter 16 mm Berdasarkan PKKI 2002 …... 59

4.2.4 Perhitungan Kuat Lentur yang Diizinkan pada Kayu Dengan Menggunakan Alat Sambung Baut Berdiameter 12 mm Berdasarkan PKKI 2002 …... 63

(8)

4.3 Hasil Eksperimen Sambungan Baut Memikul Momen

Murni Di Laboratorium... 68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5. 1. Kesimpulan ………..86 5. 2. Saran ………....88

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Nilai Kuat Acuan (Mpa) Berdasarkan Atas Pemilahan Secara Mekanis

pada Kadar Air 15% ……… 25

Tabel 2. 2 Nilai Rasio Tahanan ……….... 27

Tabel 2. 3 Cacat Maksimum Untuk Setiap Kelas Mutu Kayu ………. 27

Tabel 2. 4 Jarak tepi, jarak ujung dan persyaratan spasi sambungan baut …………... 31

Tabel 2. 5 Tahanan lateral acuan untuk satu baut dengan dua irisan yang Menyambung dua komponen ……….. 33

Tabel 2. 6 Tahanan lateral acuan satu baut pada sambungan dua irisan yang menyambung tiga komponen ………. 34

Tabel 4. 1 Hasil pemeriksaan kadar air kayu ………... 46

Tabel 4. 2 Hasil Pemeriksaan Berat Jenis Kayu ……….. 47

Tabel 4. 3 Hasil Pemeriksaan Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu ……… 48

Tabel 4. 4 Hasil Pemeriksaan Elastisitas Kayu ……… 49

Tabel 4. 5 Tabulasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Sampel 1 ……….. 50

Tabel 4. 6 Tabulasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Sampel 2 ……….. 51

Tabel 4. 7 Tabulasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Sampel 3 ……….. 52

Tabel 4. 8 Rangkuman penelitian mechanical properties ……….... 55

Tabel 4. 9 Tahanan lateral acuan satu baut pada sambungan dua irisan yang Menyambung tiga komponen ………. 61

Tabel 4.10 Sampel Kayu Utuh ……….. 68

Tabel 4.11 Sampel Alat Sambung Baut Diameter 10 mm ……… 73

Tabel 4.12 Sampel Alat Sambung Baut Diameter 12 mm ……… 76

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. 1 Sampel Penelitian ……….. 5

Gambar 2. 1 Penampang Melintang Kayu ………. 7

Gambar 2. 2 Bentuk Gambar Arah Tangensial, Radial dan Longitudinal ………... 11

Gambar 2. 3 Batang Kayu Menerima Gaya Tarik Sejajar Serat ……….. 17

Gambar 2. 4 Batang kayu menerima gaya tekan sejajar serat ………. 18

Gambar 2. 5 Batang kayu menerima gaya tekan tegak lurus serat ……….. 18

Gambar 2. 6 Batang kayu yang menerima gaya geser tegak lurus arah serat ………….. 19

Gambar 2. 7 Batang kayu yang menerima beban lengkung ……… 19

Gambar 2. 8 Hubungan antara beban tekan dengan deformasi untuk tarikan dan tekanan ….………...……… 21

Gambar 2. 9 Tegangan tekan dan tegangan tarik ……… 24

Gambar 2.10 Geometri sambungan baut ……….. 32

Gambar 3. 1 Jarak minimum pengambilan sampel untuk menentukan kadar air …….... 38

Gambar 3. 2 Sampel Pengujian Berat Jenis ……….… 39

Gambar 3. 3 Sampel Pengujian Kuat Tekan ……….... 40

Gambar 3. 4 Sampel Pengujian Kuat Lentur ………... 41

Gambar 3. 5 Penempatan Dial Dan Beban Pada Sampel ……….... 42

Gambar 4. 1 Grafik Tegangan Regangan Hasil Pengujian Sampel Kayu 1 ………….... 50

Gambar 4. 2 Grafik Regresi Linear Tegangan-Regangan Sampel Kayu 1 ……….. 51

Gambar 4. 3 Grafik Tegangan Regangan Hasil Pengujian Sampel Kayu 2 ……… 52

Gambar 4. 4 Grafik Regresi Linear Tegangan-Regangan Sampel Kayu 2 ………... 52

Gambar 4. 5 Grafik Tegangan Regangan Hasil Pengujian Sampel Kayu 3 ………….... 53

(11)

Gambar 4. 7 Sambungan Kayu Dengan Menggunakan Alat Sambung Baut ………….. 56 Gambar 4. 8 Sambungan di tengah bentang ……… 57 Gambar 4. 9 Sambungan Dengan Pelat Kayu Sebagai Penyambung ……….. 59 Gambar 4.10 Grafik Hubungan Beban Dan Deformasi Kayu Utuh ………. 72 Gambar 4.11 Grafik Hubungan Beban Dan Deformasi Sambungan Dengan

Baut Ø10 mm ……….. 75 Gambar 4.12 Grafik Hubungan Beban Dan Deformasi Sambungan Dengan

Baut Ø12 mm ……….. 78 Gambar 4.13 Grafik Hubungan Beban Dan Deformasi Sambungan Dengan

Baut Ø16 ………. 81 Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Hubungan Beban Dan Deformasi Antara

(12)

DAFTAR NOTASI

E adalah modulus elastisitas lentur, Mpa Fb adalah kuat lentur, Mpa

Fc adalah kuat tekan tegak lurus serat, Mpa Fe adalah kuat tumpu kayu, N/mm2

G adalah berat jenis kayu, gr/cm3 W adalah kadar air, %

n adalah jumlah sampel nf adalah jumlah baut

Fy adalah tegangan leleh baja, N/mm2 Fyb adalah tegangan leleh baut, N/mm2 P adalah beban batas, kg

A adalah luas penampang m2 D, Ø adalah diameter baut Ø adalah factor tahanan

CM adalah faktor koreksi layanan basah Ct adalah faktor koreksi

(13)

f adalah penurunan

Fe┴ adalah kuat tekan tegak lurus serat, Mpa Z adalah tahanan lateral acuan satu baut, N ts adalah tebal kayu sekunder, mm

Fem adalah kuat tumpu kayu utama, N/mm2 Fes adalah kuat tumpu kayu samping, N/mm2 Z’ adalah tahanan lateral terkoreksi,

λ adalah angka kelangsingan

λ adalah factor waktu = 1.0 L adalah panjang bentang, cm b adalah lebar sampel, cm h adalah tinggi sampel, cm

(14)

ABSTRAK

Kayu adalah bahan konstruksi yang mudah didapat di alam memiliki sifat dan

karakteristik yang berbeda dari bahan konstruksi yang lain dari segi sifat fisis dan mekanis.

Kelebihan kayu adalah lebih murah, mudah didapat dan mudah pengerjaannya serta ringan

Kayu juga memiliki kekurangan antara lain serangan serangga, mudah terbakar, sifat kurang

awet dikarenakan sudah sulit ditemukan kayu yang dipasarkan telah cukup umur untuk

dipotong sehinggan masa layan kayu tidak cukup lama.

Pada penelitian yang dilakukan ini, bahan sambungan yang akan digunakan adalah kayu dengan alat penyambung baut dengan diameter yang bervariasi yaitu Ø10 mm, Ø12 mm, dan Ø16 mm. Ketiganya akan dibandingkan dengan menggunakan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI NI-5 2002). Sehingga nantinya akan didapat hubungan antar beban (P) dan penurunan (deformasi) sampai pada beban ultimit pada tiap-tiap variasi diameter baut, baik secara teoritis maupun eksperimental.

Dari hasil penelitian didapat bahwa kayu kelapa terletak pada kode mutu E10 dengan Elastisitas Lentur 11000 Mpa, kuat tekan sejajar serat 668,601 kg/cm2, berat jenis 0,987 gr/cm3 dan kadar air 21,138%. Serta diperoleh efektivitas sebesar 64,45% pada sambungan kayu dengan alat sambung baut berdiameter 10 mm dan 12 mm, sedangkan pada sambungan kayu dengan alat sambung baut berdiameter 16 mm diperoleh efektivitas sebesar 63,64%.

(15)

BAB I PENDAHULUAN 1. 1. Latar Belakang

Kayu sebagai salah satu bahan konstruksi banyak digunakan di Indonesia,antara lain untuk keperluan bangunan gedung, rumah tinggal, jembatan, bantalan kereta api dan lain-lainnya, disamping itu ditinjau dari segi arsitektur, bangunan dari kayu mempunyai nilai estetika yang tinggi. Sebagai bahan struktur yang dapat diperbaharui di alam, kayu bagaimanapun juga adalah bahan struktur yang tetap digunakan, walaupun bahan struktur lain seperti beton dan baja juga sering digunakan. Dalam perkembangannya penggunaan kayu sebagai bahan struktur harus dapat dimanfaatkan secara maksimal dan ekonomis, maka aturan perencanaan telah ditetapkan agar keamanan tetap terjamin.

Kayu dipilih sebagai bahan struktur karena ringan dan memerlukan peralatan yang sederhana dalam proses pengerjaannya. Kendala pemanfaatan kayu secara optimal saat ini disebabkan kayu dapat mengalami kerusakan akibat serangan jamur, serangga dan pengolahan hutan sebagai sumber utama kayu, tidak dilakukan secara berkesinambungan ditambah kerusakan yang ditimbukan oleh penebang liar (illegal logging) telah menyebabkan kelangkaan kayu yang berkualitas baik.

Kayu adalah bahan yang bersifat renewable, dimana ketersediaannya akan tetap ada selama pelestarian sumber dayanya tetap terjaga. Kayu dapat didaur ulang secara sempurna dan terurai di alam, sehingga kayu menjadi salah satu bahan struktur yang ramah lingkungan.

Di dalam perencanaan konstruksi kayu, kita harus mengetahui teknik penggunaan kayu sebagai bahan konstruksi yang terdiri atas:

(16)

c. Pengawetan.

Pada struktur berbahan utama kayu, sambungan akan muncul karena alasan geometrik dan keterbatasan ukuran batang kayu yang tersedia. Sambungan merupakan bagian yang paling lemah sehingga kadang-kadang terjadi kerusakan oleh kegagalan sambungan.

Efektifitas suatu alat sambung dapat diukur berdasarkan kuat dukung yang disumbangkan oleh sambungan dibandingkan dengan kuat ultimit kayu yang disambungnya.

Karakteristik dalam konstruksi kayu adalah juga adanya deformasi atau pergeseran pada sambungan. Maka untuk sambungan kayu tidaklah cukup hanya dengan memandang beban patah tapi juga perlu mengetahui pergeseran-pergeseran yang harus dibatasi.

Dalam hal ini yang akan ditinjau adalah sambungan yang memikul gaya momen pada sambungan antar kayu dengan kayu dengan alat sambung baut yang bervariasi yaitu Ø10 mm, Ø12 mm, dan Ø16 mm. Sehingga nantinya akan diketahui hubungan antara beban (P) dan penurunannya (deformasi) baik secara eksperimental maupun secara teoritis dengan menggunakan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI NI-5 2002).

1. 2. Perumusan Masalah

(17)

1. 3. Maksud dan Tujuan

Mengetahui efektivitas sambungan kayu dengan diameter baut yang berbeda berupa perbandingan hubungan antara beban (P) dan penurunan (deformasi) yang terjadi sampai beban ultimit baik secara teoritis maupun eksperimental. Sehingga dari hubungan itu akan diperoleh berapa besar beban patah untuk setiap sampel.

1. 4. Pembatasan Masalah

Adapun pembatasan masalah yang diambil untuk mempermudah penyelesaian adalah : 1. Bahan bersifat linear elastis.

2. Kayu bersifat homogen dan ortotropis.

3. Kayu yang digunakan adalah kayu kelapa.

4. Alat sambung yang digunakan adalah baut.

5. Variasi baut yang digunakan adalah Ø10 mm, Ø12 mm, dan Ø16 mm.

6. Dimensi lebar yang disambung dibatasi sebesar dua kali dimensi penyambung.

7. Sambungan yang digunakan adalah sambungan antar kayu dengan kayu.

8. Perhitungan teoritis berdasarkan Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI NI-5 2002).

1. 5. Metodologi Penelitian

Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah metode penelitian laboratorium yaitu :

(18)

2. Pengujian physical dan mechanical properties kayu meliputi :

a. Berat jenis kayu yang dipakai.

b. Kadar air dari kayu yang dipakai.

c. Tegangan tekan izin sejajar serat kayu (Ft).

d. Tegangan lentur izin (Fb).

e. Elastisitas lentur kayu (Fw).

3. Pengujian kayu tanpa sambungan memikul momen dengan menggunakan dial deformasi.

(19)
(20)

BAB II STUDI PUSTAKA

2.1 Umum

Sebagai salah satu bahan konstruksi, kayu memegang peranan cukup penting terutama untuk bangunan sederhana atau yang bersifat sementara dan kuda – kuda untuk atap.

Kayu adalah bahan didapat dari tumbuh – tumbuhan di alam termasuk vegetasi hutan. Tumbuhan yang dimaksud disini adalah pohon (tree). Pohon berbeda dengan tanaman (plant). Dari tanaman tidak menghasilkan kayu. Kayu sebenarnya adalah daging pohon. Kayu memiliki empat unsur yang esensiil yaitu :

1. Sellulosa. Unsur terbesar dari kayu meliputi ± 70 % dari berat kayu. Bagian yang disebut Alpha selulosa adalah dasar pembuat kayu.

2. Lignin. Komponen pembentuk kayu sekitar 18% – 20% dari berat kayu dan member sifat keteguhan pada kayu.

3. Bahan – bahan ekstraksi. Komponen ini yang memberikan kayu sifat – sifat seperti warna, bau, rasa dan keawetan.

4. Mineral Pembentuk Abu. Komponen ini tertinggal setelah selulosa dan lignin terbakar habis.

Studi mengenai kayu dimulai dari sebatang pohon hidup dan dengan meneliti tahap–tahap penebangan, pengubahan, dan pengeringan. Kesemua ini mempersiapkan kayu sehingga dapat digunakan seorang tukang.

(21)

C D C

A.Kulit luar B.Kulit Dalam C.Kayu Gubal D.Kayu Teras E.Kambium F.Hati Kayu

G.Lingkaran Tahun H.Jari - Jari

I.Kayu Awal J.Kayu Akhir

Gambar 2 .1 Penampang Melintang Kayu 2. 1. 1 Kulit Kayu

Kulit Kayu terdapat pada bagian terluar, yang terdiri dari : a. Kulit Dalam ( Phloem )

Kulit dalam berada tepat dibalik kulit luar sebatang pohon, diluar lapisan kambium, yang berfungsi menyampaikan makanan dari daun ke seluruh bagian kayu.

b. Kulit Luar ( Cortex )

Kulit luar merupakan pelindung bagi pohon yang sedang tumbuh, yang berfungsi mencegah penguapan dari lapisan cambium dan kayu gubal. Kulit kayu terdiri dari sel – sel berbentuk pembuluh – pembuluh dan mendapatkan makanan dari kulit dalam.

(22)

terbentuknya kulit luar yang baru, kulit luar lama yang telah mati terlepas dari pohon.

2. 1. 2 Kambium

Lapisan kambium merupakan jaringan yang lapisannya tipis dan bening, mengelilingi kayu, ke arah luar membentuk kayu baru sebagai pengganti kayu lama yang telah rusak dan ke arah dalam membentuk kayu baru. Kambium terletak diantara kulit dalam dan kayu gubal. Dengan adanya kambium ini maka pohon bertambah lama bertambah besar.

2. 1. 3 Kayu

a. Kayu Gubal ( Alburmum )

Kayu Gubal merupakan bagian dari pohon yang melingkari kayu inti. Terdiri dari sel – sel yang masih hidup. Sel – sel kayu gubal membawakan air dan garam – garam mineral ke dahan yang selanjutnya menuju daun, untuk diubah sebagai sumber makanannya dan sekaligus berfungsi sebagi tempat menyimpan makanan. Kayu gubal tidak begitu berharga sebagai kayu pertukangan. Hal ini disebabkan karena adanya zat – zat tepung didalam sel – selnya yang dapat menyebabkan kayu tersebut mudah diserang serangga dan mudah lapuk. Tebal lapisan kayu gubal bervariasi menurut jenis pohon antara 2 cm sampai 10 cm dan relatif tetap sepanjang hidup pohon.

b. Kayu Teras

(23)

terasnya berisi tiloses. Pada beberapa jenis tertentu kayu teras banyak mengandung bahan – bahan ekstraktif, yang memberikan keawetan pada kayu tersebut. Untuk keperluan konstruksi yang dimanfaatkan adalah kayu teras.

2. 1. 4 Hati Kayu ( Medulla )

Hati kayu terletak dipusat lingkaran tahun. Pada mulanya, hati kayu merupakan pohon muda yang pertama kali dibentuk oleh kambium yang kemudian menjadi pusat dari pohon yang tumbuh selanjutnya, yang merupakan komposisi lunak dari sel – sel yang sudah mati. Hati kayu bersifat rapuh atau lunak, sehingga tidak berguna sebagai kayu pertukangan.

2. 1. 5 Lingkaran Tahun ( Annual Ring )

(24)

2. 1. 6 Jari – Jari Kayu

Jari – jari kayu adalah jaringan kayu yang dibentuk dengan susunan sel secara radial yang berfungsi menyampaikan makanan dari kulit dalam kebagian dalam pohon. Jari – jari teras mempunyai ukuran yang berbeda – beda pada pohon yang berlebihan. Sementara pada pohon oak, jari – jari pohon menampakkan sebuah pola yang indah pada potongan kayu.

2. 2 Sifat – sifat Kayu

Kayu berasal dari beberapa jenis pohon memiliki sifat yang berbeda – beda. Bahkan, kayu dari satu jenis pohon yang sama memiliki sifat agak berbeda jika dibandingkan ujung dengan pangkalnya. Maka dari itu, kita sebagai pengguna kayu sedikit banyak harus mengetahui ciri – ciri dan sifat – sifat kayu. Beberapa sifat kayu yang dimaksud meliputi sifat kayu secara umum, sifat fisis, sifat mekanis dan sifat kimia kayu.

2. 2. 1 Sifat Umum

Meskipun sifat kayu antara satu pohon dengan pohon lain bahkan untuk satu jenis pohon berbeda namun ada beberapa sifat umum yang sama dimiliki hampir setiap jenis kayu. Sifat umum tersebut antara lain adalah :

a. Semua batang pohon mempunyai pengaturan vertikal dan sifat simetri radial. b. Semua kayu bersifat anisotropik yaitu sifat – sifatnya elastis tergantung dari arah

(25)

adalah tegak lurus pada cincin – cincin pertumbuhan. Perubahan dimensi kayu akibat pengeringan dari perubahan suhu, kelembaban, pembebanan mekanis juga menunjukkan sifat kayu anisotropis.

Gambar 2.2 Bentuk Gambar Arah Tangensial, Radial dan Longitudinal ( Sumber : Awaluddin, ali. 2005. Konstruksi Kayu. KTSM UGM : Yogyakarta )

c. Kayu bersifat higroskopis yaitu dapat kehilangan atau bertambah kelembabannya akibat perubahan kelembaban dan suhu udara di sekitarnya.

d. Kayu dapat terserang makhluk perusak kayu dan dapat terbakar apalagi dalam keadaan kering.

2. 2. 2 Sifat Fisis Kayu

Sifat fisis dari kayu meliputi : 1. Berat jenis kayu

Berat jenis kayu biasanya berbanding lurus dengan kekuatan daripada kayu atau sifat – sifat mekanisnya. Makin tinggi berat jenis suatu kayu maka makin tinggi pula kekuatannya.

(26)

semestinya berpangkal pada keadaan kering udara, yaitu sekering – keringny tanpa pengeringan buatan.

Berat jenis didefenisikan sebagai angka berat dari satuan volume suatu material. Berat jenis diperoleh dengan membagikan berat kepada volume benda tersebut. Berat jenis diperoleh dengan cara menimbang suatu benda pada suatu timbangan dengan tingkat keakuratan yang diperlukan. Untuk praktisnya, digunakan timbangan dengan ketelitian 20%, yaitu sebesar 20 gr/kg. Sedangkan untuk menentukan volume, ada beberapa cara untuk memperoleh besarnya volume suatu benda. Cara yang umum dan mudah dilakukan adalah dengan mengukur panjang, lebar dan tebal suatu benda dan mengalikan ketiganya.

Untuk kayu, sebaiknya ukuran sampel tidak kurang dari ukuran dari 7.5 cm x 5 cm x 2.5 cm, tetapi bila ukuran sampel kurang dari tersebut, maka cara yang digunakan untuk mendapatkan volume adalah dengan metode pencelupan. Pada metode ini penggunaan pan berisi air yang diletakkan pada timbangan ayun. Kemudian timbangan diseimbangkan dengan meletakkan pemberat pada sisi lainnya. Sampel lalu dimasukkan kedalam pan dan dibenamkan kedalam air. Diatur agar air tidak keluar dari dalam pan, dan diatur juga agar sampel tidak menyentuh sisi – sisi samping dan bawah pan dengan memasang jarum sebagai kaki – kaki sampel. Seimbangkan timbangan dengan menambah pemberat pada sisi lain. Berat pemberat yang ditambahkan untuk mencapai keseimbangan ( dalam Gr ) adalah sama dengan nilai volume sampel ( dalam cm3 ).

(27)

keseluruhan permukaan sampel ditutupi parafin. Kelebihan parafin pada permukaan yang dihaluskan dan diratakan sehingga permukaan parafin tidak terlalu tebal.

Berat jenis juga didefenisikan berat jenis relative benda tersebut terhadap berat jenis standard, dalam hal ini berat jenis air dalam gr / cm3. Air dipakai sebagai bahan standard karena berat 1 cm3 adalah 1 gr. Dapatlah dikatakan bahwa berat jenis suatu benda adalah berat benda tersebut relatif terhadap berat jenis standard yaitu air.

2. Kadar air ( kadar lengas ) kayu

Kayu sebagai bahan bangunan dapat mengikat air dan juga dapat melepaskan air yang dikandungnya. Keadaan seperti ini tergantung pada kelembaban suhu udara disekelilingnya dimana kayu itu berada.

Kayu mempunyai sifat peka terhadap kelembaban. Karena pengaruh kadar airnya menyebabkan mengembang dan menyusutnya kayu serta mempengaruhi pula sifat – sifat fisik dan mekanis kayu. Kadar air sangat besar pengaruhnya terhadap kekuatan kayu, terutama daya pikulnya terhadap tegangan desak sejajar arah serat dan juga tegak lurus arah serat kayu.

Sel – sel kayu mengandung air, yang sebagian merupakan bebas yang mengisi dinding sel. Apabila kayu mengering, air bebas keluar dahulu dan saat air bebas itu habis keadaannya disebut titik jenuh serat ( Fiber Saturation Point ). Kadar air pada saat itu kira – kira 25 % - 30 %. Apabila kayu mengering dibawah titik jenuh serat, dinding sel menjadi semakin padat sehingga mengakibatkan serat – seratnya menjadi kokoh dan kuat. Maka dapat diambil suatu kesimpulan bahwa turunnya kadar air mengakibatkan bertambahnya kekuatan kayu.

(28)

3. Cacat kayu

Cacat kayu dapat mempengaruhi kekuatan kayu, bahkan kayu yang cacat tersebut tidak dapat dipegunakan untuk bahan konstruksi. Cacat kayu yang sering kali terjadi adalah retak ( Cracks ), mata kayu ( Knots ), dan kemiringan serat ( slope of grain ). Retak disebabkan karena terjadi proses penyusutan pada kayu. Pada kayu yang tipis retak terjadi lebih besar yang dinamakan dengan belah ( Split ). Mata kayu terbentuk dari bekas patahan cabang kayu. Pada mata kayu terjadi pembelokan arah serat sehingga menurunkan kekuatan kayu. Sedangkan kemiringan serat terjadi karena tidak sesuainya sumbu batang kayu dengan sumbu pohon pada saat pemotongan atau penggergajian.

4. Warna kayu

Warna kayu bermacam – macam seperti kuning, coklat muda, coklat tua, kehitam - hitaman, kemerahan dan lain – lain. Kadang kala warna kayu dapat dengan mudah mengidentifikasi jenis kayu tersebut. Pada pengenalan kayu, warna kayu yang dipakai adalah warna kayu terasnya. Warna kayu dapat berbeda karena dipengaruhi zat ekstraktif yang dikandung kayu dan dipengaruhi oleh faktor – faktor seperti tempat di dalam pohon, umur pohon dan kelembaban.

5. Serat, tekstur dan kesan raba

(29)

Serat berpilin jika arah seratnya membuat gambaran terpilin seolah – olah batang kayu mengelilingi sumbu. Serat diagonal yaitu serat yang dapat pada potongan kayu atau papan yang digergaji sedemikian rupa sehingga tepinya tidak sejajar arah sumbu tetapi membentuk sudut dengan sumbu.

Tekstur ialah ukuran relatif serat – serat kayu. Berdasarkan teksturnya, jenis kayu digolongkan ke dalam : kayu bertekstur halus, kayu bertekstur sedang dan bertekstur kasar. Kesan raba adalah kesan yang diperoleh pada saat kita meraba permukaan kayu. Ada yang terasa kasar, licin atau halus. Kesan raba yang berbeda – beda untuk tiap – tiap kayu bergantung pada tekstur kayunya, besar kecilnya kadar air yang dikandung dan kadar zat ekstraktif di dalam kayu.

6. Kekerasan

Terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dengan berat kayu. Kayu – kayu yang keras termasuk kayu – kayu yang berat dan kayu yang lunak termasuk kayu yang ringan. Cara menetapkan kekerasan kayu dengan memotong kayu arah melintang. Kayu yang keras akan sulit dipotong dengan pisau dan hasilnya akan memberikan kilauan pada kayu sedangkan kayu yang lunak akan mudah rusak jika dipotong melintang.

7. Bau dan rasa

(30)

8. Nilai dekoratif

Nilai dekoratif tergantung dari warna kayunya, pola dan arah serat kayu, kilap kayunya serta sifat kayunya terhadap zat pemutih, pengisi, politer dan sebagainya. Kayu yang memiliki dekoratif tinggi biasanya diutamakan untuk membuat perabot rumah tangga daripada untuk keperluan arsitektur. Kayu yang memiliki nilai dekoratif antara lain Oak, Jati, Rengas dan Ebony.

9. Pengerutan dan pengembangan kayu

Pengerutan dan pengembangan kayu dimaksudkan adalah suatu keadaan perubahan bentuk pada kayu yang disebabkan oleh tegangan – tegangan dalam, sebagai akibat dari berkurangnya atau bertambahnya kadar air kayu. Pengerutan terjadi karena dinding – dinding maupun isi sel kehilangan sebagian besar kadar airnya, ini juga terjadi pada serat – seratnya. Begitu pula sebaliknya, besarnya pengerutan maupun pengembangan pada berbagai jenis kayu dan arah kayu adalah tidak sama.

T = Pengerutan kayu arah tangensial ± 7 % - 10 % R = Pengerutan kayu arah radial ± 5 %

A = Pengerutan kayu arah aksial ( longitudinal ) ± 0.1 % ( sangat kecil, dapat diabaikan)

Pengerutan kayu dalam arah lingkaran – lingkaran pertumbuhan ( tangensial ) lebih besar daripada arah radial, karena dapat ditemui bahwa di sebelah luar batang, sel – selnya masih muda dan banyak mengandung kadar air.

(31)

Secara teoritis, besarnya pengerutan berbanding lurus dengan banyaknya air yang keluar setelah dikeringkan. Contohnya, bila suatu batang kayu mempunyai lebar asal pada arah tangensial, pada kadar air 20% adalah 26 cm. Setelah dikeringkan lebarnya menjadi 24 cm, maka pengerutan kayu arah tangensial dalam persen ( % ) adalah :

2. 2. 3 Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah kemampuan kayu untuk menahan muatan luar, yaitu gaya – gaya luar yang cenderung untuk mengubah bentuk dan besarnya kayu. Sifat – sifat mekanis kayu meliputi :

1. Keteguhan Tarik

Keteguhan tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya – gaya yang berusaha menarik kayu tersebut. Kekuatan tarik pada kayu adalah pada sejajar serat. Gaya tarik ini berusaha melepas ikatan antara serat – serat kayu tersebut. Sebagai akibat dari gaya tarik (P), maka timbullah di dalam kayu tegangan – tegangan tarik, yang harus berjumlah sama dengan gaya – gaya luar P. Bila gaya tarik ini membesar sedemikian rupa, serat – serat kayu terlepas dan terjadilah patahan. Dalam suatu konstruksi bangunan, hal ini tidak boleh terjadi untuk menjaga keamanan. Tegangan tarik yang masih diizinkan dimana tidak timbul suatu perubahan atau bahaya pada kayu, disebut tegangan tarik yang diizinkan

dengan notasi :

σtr//

( kg / cm2 ). Misalnya, untuk kayu dengan mutu E24 tegangan tarik

yang diizinkan dalam arah serat adalah 560 kg / cm2 (

σ

tr//= ± 560 kg /cm2 ).

(32)

2. Keteguhan Tekan

Keteguhan tekan / kompresi adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap gaya – gaya tekan yang bekerja sejajar atau tegak lurus serat kayu. Gaya tekan yang bekerja sejajar serat kayu akan menimbulkan bahaya tekuk pada kayu tersebut. Sedangkan gaya tekan yang bekerja tegak lurus arah serat akan menimbulkan retak pada kayu.

Gambar 2.4 Batang kayu menerima gaya tekan sejajar serat

Batang – batang yang panjang dan tipis seperti papan, bahaya kerusakan karena menerima gaya tekan sejajar serat adalah lebih besar, jika dibandingkan dengan gaya tekan tegak lurus serat kayu. Sebagai akibat adanya gaya tekan ini akan menimbulkan tegangan tekan pada kayu. Tegangan tekan yang terbesar dimana tidak menimbulkan adanya bahaya

disebut tegangan tekan yang diizinkan, dengan notasi

σtr

( kg / cm 2 ).

Gambar 2.5 Batang kayu menerima gaya tekan tegak lurus serat

3. Keteguhan Geser

(33)

tegak lurus serat dan keteguhan geser miring. Tegangan geser terbesar yang tidak akan menimbulkan bahaya pada pergeseran serat kayu disebut tegangan geser yang diizinkan,

dengan notasi :

τ

( kg / cm2 ).

Gambar 2.6 Batang kayu yang menerima gaya geser tegak lurus arah serat

τ

// ( kg / cm2 )

4. Keteguhan Lengkung ( Lentur )

Keteguhan lengkung ( lentur ) adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap gaya – gaya yang berusaha melengkungkan kayu tersebut. Dalam hal ini dibedakan atas keteguhan lengkung statik dan keteguhan lengkung pukul. Keteguhan lengkung statik menunjukkan kekuatan kayu dalam menahan gaya yang mengenainya perlahan–lahan, sedangkan keteguhan lengkung pukul adalah kekuatan kayu dalam menahan gaya yang mengenainya secara mendadak. Balok kayu yang terletak pada dua tumpuan atau lebih, bila menerima beban berlebihan akan melengkung / melentur.

Gambar 2.7 Batang kayu yang menerima beban lengkung

(34)

5. Keteguhan Belah

Keteguhan belah adalah kemampuan kekuatan kayu dalam menahan gaya – gaya yang berusaha membelah kayu. Kayu lebih mudah membelah menurut arah sejajar serat kayu. Keadaan kayu juga mempengaruhi sifat pembelahan, misalnya kayu yang basah lebih mudah dibelah daripada kayu yang telah kering.

6. Kekuatan, keuletan dan kekakuan

Kekuatan adalah kemampuan kayu untuk menahan perubahan bentuk. Keuletan artinya kemampuan kayu menyerap sejumlah tenaga yang relatif besar atau tahan terhadap kejutan – kejutan atau tegangan – tegangan yang berulang – ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen. Sedangkan kekerasan adalah ukuran kekuatan kayu dalam menahan gaya yang membuat takik atau lekukan.

2. 3 Kayu Kelapa

(35)

2. 4 Tegangan Bahan Kayu

Istilah kekuatan atau tegangan pada bahan seperti kayu adalah kemampuan bahan untuk mendukung beban luar atau beban yang berusaha merubah bentuk dan ukuran bahan tersebut. Akibat beban luar yang bekerja ini menyebabkan timbulnya gaya – gaya dalam pada bahan yang berusaha menahan perubahan ukuran dan bentuk bahan. Gaya dalam ini disebut dengan tegangan yang dinyatakan dalam Pound / ft2 . Dibeberapa negara satuan tegangan ini mengacu ke sistem Internasional ( SI ) yaitu N / mm2.

Perubahan ukuran atau bentuk ini dikenal sebagai deformasi atau regangan. Jika tegangan yang bekerja kecil maka regangan atau deformasi yang terjadi juga kecil dan jika tegangan yang bekerja besar maka deformasi yang terjadi juga besar. Jika kemudian tegangan dihilangkan maka bahan akan kembali kebentuk semula. Kemampuan bahan untuk kembali kebentuk semula tergantung pada besar sifat elastisitasnya. Jika tegangan yang diberikan melebihi daya dukung serat maka serat – serat akan putus dan terjadi kegagalan atau keruntuhan.

Deformasi sebanding dengan besarnya beban yang bekerja sampai pada satu titik . Titik ini adalah Limit Proporsional. Setelah melewati titik ini besarnya deformasi akan bertambah lebih cepat dari besarnya beban yang diberikan . Hubungan antara beban dan deformasi ditunjukkan pada gambar II.7 berikut.

(36)

Kayu memiliki beberapa tegangan, pada satu jenis tegangan nilainya besar dan untuk jenis tegangan yang lain nilainya kecil. Sebagai contoh tegangan tekan cenderung memperpendek kayu sedangkan tegangan tarik akan memperpanjang kayu. Biasanya kayu akan menderita kombinasi dari beberapa tegangan yang terjadi secara bersamaan meski salah satu jenis tegangan lebih mendominasi. Kemampuan untuk melentur bebas dan kembali kebentuk semula tergantung kepada elastisitas, dan kemampuan untuk menahan terjadinya perubahan bentuk disebut dengan kekakuan.

Modulus elastisitas adalah ukuran hubungan antara tegangan dan regangan dalam limit proporsional yang memberikan angka umum untuk menyatakan kekakuan atau elastis suatu bahan. Semakin besar modulus elastisitas kayu, maka kayu tersebut semakin kaku.

Istilah getas digunakan untuk mendeskripsikan deformasi yang terjadi sebelum patah. Dapat diperhatikan bahwa sifat getas ini bukan menyatakan kelemahan. Sebagai contoh, besi tuang dan kapas adalah bahan yang getas, walaupun besarnya beban yang dibutuhkan untuk mengakibatkannya hancur sangat berbeda.

Dalam mencari karakteristik kekuatan kayu ada dua cara yang dapat dilakukan. Pertama, dengan pengujian langsung di lapangan. Kedua, dengan penelitian. Karena pelaksanaan pengujian di lapangan memerlukan biaya yang besar maka pengujian dengan penelitian merupakan alternatif pemilihan.

(37)

kondisi penggunaan yang sebenarnya. Secara khusus dianggap penting karena dapat mengamati kerusakan seperti pecah-pecah. Kelemahan pada pengujian ini adalah memerlukan biaya yang besar dan pekerjaannya sulit karena membutuhkan kayu dalam jumlah yang besar dan butuh waktu yang lebih lama. Selain itu, faktor pemilihan bahan dalam ukuran yang besar dengan kualitas yang seragam menjadi sangat penting dibandingkan dengan pemilihan sampel dalam ukuran kecil.

Pengujian dengan menggunakan sampel kecil telah memiliki standar pengujian. Karena sifat kekuatan kayu sangat dipengaruhi oleh kandungan air, pengujian dapat dilakukan dalam kondisi terpisah. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan material kayu yang memiliki kandungan standar. Pengujian dilakukan pada bahan kering udara dengan kadar air yang diketahui dan angka-angka kekuatan tersebut dikoreksi terhadap kandungan air standar. Ketelitian dibutuhkan untuk mengeliminasi faktor-faktor yang dapat membuat variasi sifat kekuatan.

Pengujian dengan sampel kecil dari jenis-jenis kayu yang berbeda-beda kini telah dilakukan, dan banyak batasan data yang diperoleh. Angka-angka yang diterbitkan untuk kayu yang berbeda-beda dapat dibandingkan dengan metode pengujian yang telah distandarkan. Angka-angka ini sendiri dapat dipakai dalam memperhitungkan tegangan kerja karena faktor koreksi telah diperhitungkan.

(38)

Dan regangan didefinisikan sebagai deformasi per ukuran semula yaitu :

Ada beberapa jenis tegangan yang dapat dialami oleh suatu material, yaitu tegangan tekan (Compression Strength), tegangan tarik (Tensile Strength), dan tegangan lentur (Bending Strength). Pada tegangan tekan, material mengalami tekanan pada luasan tertentu yang menyebabkan timbulnya tegangan pada material dalam menahan tekanan tersebut sampai batas keruntuhan dan diambil sebagai nilai tegangan tekan. Demikian pula dengan tarikan, tegangan tarik timbul akibat adanya gaya dalam pada material yang berusaha menahan beban tarikan yang terjadi. Kemampuan maksimum material menahan tarikan adalah sebagai sebagai tegangan tarik (lihat Gambar II.9).

Gambar 2.9 Tegangan tekan dan tegangan tarik Tegangan yang bekerja :

. . . ( 2. 1 )

Dimana : σ(tk/tr) = Tegangan tekan/tarik yang terjadi (kg/cm²) P(tk/tr) = Beban tekan / tarik yang terjadi (kg)

A = Luas penampang yang menerima beban (cm²)

(39)

kuat sekali. Kekuatan, kekerasan dan sifat teknik lainnya adalah berbanding lurus dengan berat jenisnya. Tentunya hal ini tidak terlalu sesuai, karena susunan dari kayu tidak selalu sama.

2. 4. 1.Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis

Pemilahan secara mekanis untuk mendapatkan modulus elastisitas lentur harus dilakukan dengan mengikuti standar pemilahan mekanis yang baku. Berdasarkan modulus elastis lentur yang diperoleh secara mekanis, kuat acuan lainnya dapat diambil mengikuti tabel II.1. Kuat acuan yang berbeda dengan Tabel II.1 dapat digunakan apabila ada pembuktian secara eksperimental yang mengikuti standar-standar eksperimen yang baku. Tabel 2.1 Nilai Kuat Acuan (MPa) Berdasarkan Atas Pemilahan Secara Mekanis

(40)

2. 4. 2.Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Visual

Pemilahan secara visual harus mengikuti standar pemilahan secara visual yang baku. Apabila pemeriksaan visual dilakukan berdasarkan atas pengukuran berat jenis, maka kuat acuan untuk kayu berserat lurus tanpa cacat dapat dihitung dengan menggunakan langkah-langkah sebagai berikut :

a. Kerapatan ρ pada kondisi basah (berat dan volume diukur pada kondisi basah, tetapi kadar airnya lebih kecil dari 30 %) dihitung dengan mengikuti prosedur baku. Gunakan satuan kg/m³ untuk ρ.

b. Kadar air, m % ( m < 30 ), diukur dengan prosedur baku. c. Hitung berat jenis pada m % ( Gm ) dengan rumus :

G m = ρ / [1000 (1 + m /100)] ... ( 2. 2 )

d. Hitung berat jenis dasar ( Gb ) dengan rumus :

G b= Gm/ [1 + 0,265 a G m ] dengan a = ( 30 – m ) / 30 ... ( 2.3 )

e. Hitung berat jenis pada kadar air 15 % ( G15 ) dengan rumus :

G15 = G b/ (1 – 0,133 G b) ...( 2.4 )

f. Hitung estimasi kuat acuan, dengan modulus elastisitas lentur (Ew) = 16500 G0.7, dimana G : Berat jenis kayu pada kadar air 15 % = G15.

(41)

Tabel 2. 2 Nilai Rasio Tahanan

KELAS MUTU NILAI RASIO

TAHANAN

Tabel 2. 3 : Cacat Maksimum Untuk Setiap Kelas Mutu Kayu

Macam Cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Kelas Mutu C Mata kayu :

Terletak di muka lebar Terletak di muka sempit Retak

Cacat lain ( lapuk, hati rapuh, retak melintang )

1/6 lebar kayu

(42)

kegagalan sambungan kayu bukan karena material kayu itu sendiri. Kegagalan dapat berupa pecah kayu diantara dua sambungan, alat sambung yang membengkok atau lendutan yang melampaui lendutan izin.

Beberapa hal yang menyebabkan rendahnya kekuatan sambungan kayu menurut Awaluddin ( Konstruksi kayu, 2000 ) adalah :

1. Pengurangan luas tampang.

Pemasangan alat sambung sepertu baut, pasak dan gigi menyebabkan luas efektif tampang berkurang sehingga kekuatannya juga menjadi rendah jika dibanding dengan kayu yang penampang utuh.

2. Penyimpangan arah serat.

Pada buhul sering terdapat gaya yang sejajar serat pada satu batang tetapi tidak dengan batang kayu yang lain. Karena kekuatan kayu yang tidak sejajar serat lebih kecil maka kekuatan sambungan harus didasarkan pada kekuatan kayu yang terkecil atau tidak sejajar serat.

3. Terbatasnya luas sambungan.

Jika alat sambung ditempatkan saling berdekatan pada kayu memikul geser sejajar serat maka kemungkinan pecah kayu sangat besar karena kayu memiliki kuat geser sejajar serat yang kecil. Oleh karena itu penempatan alat sambung harus mengikuti aturan jarak minimal antar alat sambung agar terhindar dari pecahnya kayu. Dengan adanya ketentuan jarak tersebut maka luas efektif sambungan ( luas yang dapat digunakan untuk penempatan alat sambung ) akan berkurang pula.

Dengan kata lain, sambungan yang baik adalah sambungan dengan ciri–ciri sebagai berikut :

(43)

2. Memiliki nilai banding antara kuat dukung sambungan dengan kuat ultimit batang yang disambung tinggi.

3. Menunujukkan perilaku pelelehan sebelum mencapai keruntuhan (daktail). 4. Memiliki angka penyebaran panas yang rendah.

5. Murah dan mudah di dalam pemasangannya.

Selain itu beberapa hal yang perlu diperhatikan pada perencanaan sambungan berkaitan dengan rendahnya kekuatan sambungan yaitu :

1. Eksentrisitas sambungan yang menggunakan beberapa alat sambung, maka titk berat kelompok alat sambung harus ditempatkan pada garis kerja gaya agar tidak timbul momen yang dapat menurunkan kekuatan sambungan.

2. Sesaran / Slip

Sesaran yang terjadi pada sambungan kayu terbagi menjadi dua. Sesaran yang pertama adalah sesaran awal yang terjadi akibat adanya lubang kelonggaran yang dipergunakan untuk mempermudah penempatan alat sambung. Selama sesaran awal, alat sambung belum memberikan perlawanan terhadap gaya sambungan yang bekerja. Pada sambungan dengan beberapa alat sambung, kehadiran sesaran awal yang tidak sama diantara alat sambung dapat menurunkan kekuatan sambungan secara keseluruhan. Setelah sesaran awal terlampaui, maka sesaran berikutnya akan disertai oleh gaya perlawanan (tahanan lateral) dari alat sambung.

3. Mata kayu

(44)

2. 5. 2 Jenis – Jenis Sambungan

Jenis – jenis sambungan dibedakan menjadi sambungan satu irisan (menyambungkan dua batang kayu), dua irisan ( menyambungkan tiga irisan ) dan seterusnya. Selain itu juga ada dikenal jenis sambungan takik. Menurut sifat gaya yang bekerja pada sambungan, sambungan dibedakan atas sambungan desak, sambungan tarik dan sambungan momen.

2. 5. 3 Alat Sambung Mekanik

Berdasarkan interaksi gaya – gaya yang terjadi pada sambungan, alat sambung mekanik di bagi atas dua kelompok. Kelompok pertama adalah kelompok yang kekuatan sambungan berasal dari interaksi antar kuat lentur alat sambung dengan kuat desak atau kuat geser kayu.. Kelompok kedua adalah kelompok alat sambung yang kekuatan sambungannya ditentukan oleh luas bidang dukung kayu yang disambungnya. Yang tergolong kelompok pertama adalah paku dan baut. Sedangkan kelompok kedua adalah pasak kayu Koubler, cincin belah ( split ring ), pelat geser, spike grid, single atau double sided toothed plate dan toothed ring.

Pada tugas akhir ini yang digunakan adalah alat sambung jenis pertama yaitu baut. Berikut akan diuraikan tentang alat sambung tersebut.

2. 5. 4 Baut 1. Umum

(45)

penuntuntidak boleh lebih besar dari D+0,8 mm bila D<12,7mm dan D+16 mm bila D≥12,7 mm.

Alat sambung baut digunakan pada sambungan dua irisan dengan tebal minimum kayu samping adalah 30 mm dan kayu tengah adalah 40 mm dan dilengkapi cincin penutup. Alat sambung baut difungsikan untuk menahan beban tegak lurus sumbu panjangnya. Kekuatan sambungan baut bergantung pada kuat tumpu kayu, tegangan lentur baut dan angka kelangsingan. Ketika kelangsingan kecil, baut menjadi sangat kaku dan distribusi tegangan terjadi secara merata.

2. Geometri Sambungan Baut

Untuk baut jarak tepi, jarak ujung dan spasi alat pengencang yang diperlukan dalam perhitungan tahanan acuan dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2.4 Jarak tepi, jarak ujung dan persyaratan spasi sambungan baut BEBAN ARAH SEJAJAR

SERAT KETENTUAN DIMENSI MINIMUM

1. Jarak tepi ( bopt )

Lm/D < 6 1,5 D

Lm/D > 6 Yang terbesar dai 1,5D atau ½ jarak antar baris alat pengencang tegak lurus

2. Jarak ujung ( aopt )

Komponen tarik 7D Komponen tekan 4D 3. Spasi ( Sopt )

Spasi dalam baris alat

pengencang 4D

4. Jarak antar baris alat

pengencang 1,5D<127mm ( lihat catatan 2 dan 3 ) BEBAN TEGAK LURUS

SERAT KETENTUAN DIMENSI MINIMUM

1. Jarak tepi ( bopt )

Tepi yang dibebani 4D Tepi yang tidak dibebani 1,5D

2. Jarak ujung 4D

(46)

4. Jarak antar baris alat pengencang :

Lm/D > 2 2,5D ( lihat catatan 3 )

2 < Lm < 6 ( 5lm + 10D ) / 8 ( lihat catatan 3 ) Lm/D > 6 5D ( lihat catatan 3 )

Catatan :

1. lm adalah panjang baut pada komponen utama pada suatu sambungan atau panjang total baut pada komponen sekunder ( 2 ls ) pada suatu sambungan.

2. Diperlukan spasi yang lebih besar untuk sambungan yang menggunakan ring.

3. Spasi tegak lurus arah serat antar alat – alat pengencang terluar pada suatu sambungan tidak boleh melebihi 127 mm, kecuali bila digunakan alat penyambung khusus atau biala ada ketentuan mengenai perubahan dimensi kayu.

Untuk lebih jelasnya mengenai jarak tepi, jarak ujung, spasi dsalam baris alat

pengencang dan jarak baris antar alat pengencang dapat dilihat pada gambar berikut :

( A )

jarak antar baris alat pengencang

jarak tepi jarak ujung spesi dalam baris alat pengencang

( B )

(47)

3. Tahanan Terhadap Gaya Lateral a. Tahanan Lateral Acuan Satu Irisan

Berdasarkan PKKI NI-5 2002 tahanan acuan dari suatu sambungan yang menggunakan alat pengencang baut satu irisan atau menyambung dua komponen diambil sebagai nilai terkecil dari nilai-nilai yang dihitung menggunakan semua persamaan di bawah ini :

Tabel 2.5 Tahanan lateral acuan untuk satu baut untuk dengan satu irisan yang menyambung dua komponen.

MODA KELELEHAN TAHANAN LATERAL ( Z )

Im

Is

II

IIIm

IIIs

IV

Catatan :

... ( 2.5 )

(48)

... ( 2.7 )

b. Tahanan Lateral Acuan Dua Irisan

Tahanan lateral dua irisan pada sambungan baut berbeda dengan tahanan lateral acuan dua irisan pada sambungan paku yang hanya mengalikan dengan dua nilai tahanan lateral acuan satu irisan yang terkecilnya. Pada sambungan baut tahanan lateral acuan dua irisan dihitung sesuai dengan rumus – rumus yang telah ditentukan pada PKKI NI – 5 2002 yaitu sebagai berikut :

Tabel 2. 6 Tahanan lateral acuan satu baut pada sambungan dua irisan yang menyambung tiga komponen.

MODA KELELEHAN

TAHANAN LATERAL (Z)

Im

Is

IIIs

IV

Catatan :

(49)

Dimana Fem dan Fes adalah kuat tumpu kayu utama dan kuat tumpu kayu samping. Untuk sudut sejajar serat dan tegak lurus serat, nilai kuat tumpu kayu adalah Fe// = 77,25 G dan Fe.

c. Tahan Lateral Terkoreksi

Tahanan lateral terkoreksi Z’ dihitung dengan mengalikan tahanan lateral acuan yang terkecil dengan faktor – faktor koreksi. Beberapa faktor koreksi pada sambungan baut adalah :

1. Faktor Geometri

Tahanan lateral acuan harus dikalikan dengan faktor geometri sambungan (CΔ),

dimana (CΔ) adalah nilai terkecil dari faktor – faktor geometri yang dipersyaratkan untuk jarak ujung atau spasi dalam baris alat pengencang.

Jarak ujung. Bila jarak ujung yang diukur dari pusat alat pengencang ( a ) lebih besar atau sama dengan (aopt) pada tabel 14 maka CΔ = 10. Bila aopt / 2 ≤ a < aopt, maka CΔ =

a / aopt.

Spasi dalam baris alat pengencang. Bila Spasi dalam baris alat pengencang ( s ) lebih besar atau sama dengan soptmaka CΔ = 1,. Jika 3D ≤ s < sopt, maka CΔ = s / sopt.

2. Faktor Aksi Kelompok

Faktor – faktor yang mempengaruhi faktor aksi kelompok Cg adalah kemiringan kurva beban dan sesaran baut, jumlah baut, spasi alat sambung dalam satu baris. Nilai faktor aksi kelompok dapat dihitung dengan persamaan berikut.

Dimana :

(50)

... ( 2.13 )

... ( 2.14 )

• ai adalah jumlah alat pengencang efektif pada baris alat pengencang i yang

bervadiasi dari 1 hingga ni.

• ni adalah jumlah alat pengencang dengan spasi yang seragam pada baris ke – i.

• γ adalah modulus bebab atau modulus gelincir untuk satu alat pengencang. Nilai γ

diambil sebesar 0,246 D1,5 KN/mm.

• S adalah spasi dalam baris alat pengencang jarak pusat kepusat antar alat pengencang dalam satu baris.

• nf adalah jumlah total alat pengencang.

• nr adalah jumlah baris alat pengencang dalam sambungan.

• (EA)m dan (EA)s adalah kekakuan aksial kayu utama dan kayu samping.

(51)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3. 1 Persiapan Penelitian

Kayu yang diambil adalah kayu kelapa dengan ukuran 3 X 5 inchi2 dengan panjang

bentang bersih 4.80 meter. Kayu tersebut akan diteliti sifat-sifat mekanis dan sifat fisisnya sehingga diperoleh karakteristik yang diperlukan untuk pengujian nantinya.

Kayu batangan tersebut dibiarkan kering udara sampai mencapai kadar air 15% untuk selanjutnya diambil pengujian sesuai dengan masing-masing jenis pengujian karakteristik.

3. 2 Pelaksanaan Pengujian

Pengujian dan pemeriksaan yang akan dilakukan pada kayu tersebut mengacu kepada metode pengujian di Inggris BS 373 (1957) “Metode Pengujian Contoh Kecil Kayu” (Sumber : Desch, Ernst Harold; Timber : its structure, properties, and utilization). Pengujian tersebut meliputi :

1. Pengujian Physical properties kayu meliputi : a. Pemeriksaan kadar air

b. Pemeriksaan berat jenis

2. Pengujian Mechanical Properties kayu meliputi : a. Pengujian kuat tekan sejajar serat

b. Pengujian kuat lentur pada penurunan izin c. Pengujian kuat lentur ultimate

(52)

3. 2. 1 Pemeriksaan Kadar Air

Pemeriksaaan kadar air dari kayu dilakukan sedemikian rupa sehingga sifat dari benda uji itu mendekati sifat rata-rata dari kayu yang akan diperiksa. Oleh sebab itu, kayu yang akan digunakan diambil dari tempat yang sama. Benda uji dibuat berukuran 6,5 cm x 3 cm x 4,5 cm sebanyak 5 sampel.

Gambar 3. 1. Jarak minimum pengambilan sampel untuk menentukan kadar air

Setelah benda uji dibuat, maka dilakukan penimbangan berat masing-masing benda uji dicatat sebagai berat awal. Penimbangan dilakukan setiap hari selama satu minggu. Metode pengeringan yang dilakukan adalah metode pengeringan udara, yaitu dibiarkan dalam ruangan dengan suhu kamar dan sampel terlindungi dari pengaruh cuaca seperti panas dan hujan.

Pada saat benda uji menunjukkan berat yang tetap atau tidak turun lagi maka berat benda uji dapat dianggap sebagai berat akhir dan kayu dapat dianggap telah kering udara. Apabila berat benda uji terus menurun (berkurang), maka kayu belum dapat dianggap kering udara atau kayu masih dianggap basah.

Dimana :

ω = Kadar air (%)

(53)

Gku = Berat sampel kering (gr)

3. 2. 2 Pemeriksaan Berat Jenis

Dalam pemeriksaan berat jenis kayu,sampel yang digunakan harus sedemikian rupa sehingga dapat mendekati sifat rata-rata dari kayu yang diteliti. Sampel dibuat dengan ukuran 7,5 cm x 2,5 cm x 5 cm yang telah kering udara (kadar air 15%).

Gambar 3. 2. Sampel Pengujian Berat Jenis

Sampel kemudian ditimbang dan dicatat beratnya. Untuk perhitungan sebagai berat jenis kayu diambil angka rata-rata dari semua sampel, dan perbedaan antara berat jenis yang tertinggi dan yang terendah tidak boleh lebih dari 100% berat yg terendah.

Maka dapat dikatakan berat jenis kayu adalah perbandingan berat kayu pada keadaan kering udara dengan volume kayu pada kondisi tersebut (dalam satuan gr/cm3), atau :

Dimana :

BJ = Berat jenis kayu (gr/cm3)

(54)

3. 2. 3 Pengujian Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan dilakukan dengan menggunakan peralatan mesin tekan dan dilakukan untuk mendapatkan nilai kuat tekan yang mampu diterima oleh kayu tersebut sampai batas keruntuhan.

Pengujian kuat tekan yang akan diuji adalah pengujian kuat tekan kayu sejajar serat, dimana sampel kayu yang digunakan adalah berukuran 2 cm x 2 cm x 6 cm, dengan arah sejajar serat dengan memanjang sampel. Pengujian dilakukan pada sampel kering udara (kadar air ± 15%). Sampel dimasukkan kedalam mesin dengan sisi 2 cm x 2 cm menghadap ka atas dan ke bawah. Kemudian dilakukan penekanan secara perlahan. Penekanan dilakukan sampai pembacaan dial berhenti atau turun dan menunjukkan angka yang tetap, yaitu pada saat terjadi keruntuhan pada sampel.

Gambar 3. 3. Sampel Pengujian Kuat Tekan

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

Dimana : σtk// = Tegangan tekan sejajar serat (kg/mm2) P = Beban tekan maksimum (kg)

(55)

3. 2. 4 Pengujian Kuat Lentur Pada Penurunan Izin

Pada pengujian ini akan dikerjakan gaya transversal statis pada sampel kayu untuk mendapatkan tegangan lentur kayu yang terjadi pada saat penurunan yang diizinkan tercapai.

Sampel kayu berukuran 30 cm x 2 cm x 2 cm dengan arah serat sejajar dengan arah memanjang sampel.

Gambar 3. 4. Sampel Pengujian Kuat Lentur

Sampel diletakkan pada dua perletakan dan diberi gaya P terpusat pad atengah bentang yang secara bertahap ditambah besarnya. Pada tengah bentang pada sampel dipasang alat pengukur penurunan yang terjadi. Alat ini berupa dial yang berhubungan dengan jarum pengukur penurunan yang dapat menunjukkan pergerakan yang terjadi sampai dengan ketelitian 0,01 mm.

Beban P secara bertahap ditambah besarnya dan dicatat besarnya penurunan yang terjadi.

Besarnya P untuk memperoleh tegangan lentur adalah besarnya beban P yang diberikan pada saat benda uji mengalami penurunan izin dan perhitungan ini nantinya menghasilkan kuat lentur pada kondisi izin.

(56)

L = Panjang bentang : 30 cm B = Lebar sampel : 2 cm H = Tinggi sampel : 2 cm

3. 2. 5 Pengujian Elastisitas

Pada percobaan ini akan dicari besarnya nilai elastisitas kayu yang mengalami lenturan. Sampel kayu yang digunakan berukuran 30 cm x 2 cm x 2 cm dengan arah serat sejajar dengan arah memanjang sampel.

Sampel diletakkan pada dua perletakan dan diberi gaya P terpusat pada tengah bentang secara bertahap di tambahan besarnya. Pada tengah bentang pada sampel dipasang alat pengukur penurunan yang terjadi.

Gambar 3. 5. Penempatan Dial Dan Beban Pada Sampel

Alat ini berupa dial yang berhubungan dengan jarum pengukur yang dapat menunjukkan pergerakan yang terjadi sampei ketelitian 0,01 mm, beban P secara bertahap ditambah besarnya lalu dicatat besarnya penurunan yang terjadi.

(57)

Dimana :

f = Penurunan (cm)

L = Panjang bentang : 30 cm b = Lebar sampel : 2 cm h = Tinggi sampel : 2 cm

σ = Tegangan lentur (kg/cm2)

ɛ = Regangan yang terjadi

3. 2. 6 Pengujian Sambungan Memikul Momen Dengan Menggunakan Dial Deformasi Sambungan.

Pengujian sambungan kayu memikul momen dan gaya lintang dilakukan terhadap masing-masing sampel untuk mendapatkan nilai beban maksimum yang mampu diterima oleh sambungan kayu tersebut.

Sampel kayu yang digunakan berukuran (3x5) inch2 sepanjang 2 m, dengan penyambung kayu berukuran (1.5x5) inch2, sedangkan panjang penyambung kayu ditentukan setelah dilakukan perhitungan. Sampel diletakkan pada dua perletakan yang dianggap sebagai sendi dan rol. Beban diletakkan sejauh ¼ bentang dan ¾ bentang dari sendi dengan beban P.

Sambungan kayu, baik itu menggunakan penyambung kayu ataupun pelat baja, masing-masing menggunakan alat sambung baut, sebelum memasang baut titik-titik penempatan baut terlebih dahulu dilubangi dengan menggunakan bor listrik. Lubang yang dibuat tidak boleh lebih besar dari D + 0.8 mm, bila D ≤ 12.7 mm dimana D adalah diameter baut.

(58)

dahulu dipasang alat pengukur dial deformasi. Dimana alat pengukur dial deformasi berhubungan dengan jarum pengukur yang dapat menunjukkan pergerakan yang terjadi sampai ketelitian 0,01 mm. Setelah dipasang alat dial, pembacaannya diatur ke angka nol.

Setelah itu, penambahan beban dilakukan secara bertahap, dengan besar masing-masing 10 kg. Besarnya penurunan pada dial yang terjadi akibat penambahan beban kemudian dicatat. Penambahan beban ini terus dilakukan sampai sampel menjadi patah.

Pengujian sambungan kayu dengan menggunakan dial deformasi dilakukan pada 4 (empat) jenis sampel.

Berikut ini keterangan masing-masing sampel yang akan digunakan pada pengujian sambungan kayu menggunakan dial deformasi sambungan.

1. Sampel I

• Kayu berukuran 200 cm x 7,62 cm x 12,7 cm

2. Sampel II

(59)

3. Sampel III

• Kayu yang disambung memiliki penampang 100 cm x 7,62 cm x 12,7 cm • Pelat penyambung kayu memiliki penampang 50 cm x 3,81 cm x 12,7 cm • Baut yang digunakan berdiameter 12 mm dengan jumlah 12 buah

4. Sampel IV

(60)

BAB IV

ANALISA DAN HASIL PEMBAHASAN 4. 1. HASIL PENELITIAN

4. 1. 1 Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties Kayu 4. 1. 1. 1. Hasil pemeriksaan kadar air

Pemeriksaan kadar air kayu memakai 5 buah sampel yang diambil secara acak. Hasil pemeriksaan adalah sebagai berikut :

Tabel 4. 1 Hasil pemeriksaan kadar air kayu

Sampel Wd Wg Kadar air (%)

1 74 81 25,878

2 70 77 26,500

3 74 80 24,324

4 75 80 22,667

5 70 78 28,143

Total 127,512

Keterangan : Wd = Berat kayu kering udara Wg = Berat kayu mula-mula

Rata-rata sampel =

= 25,502 %

Standar deviasi =

(61)

Kadar air rata-rata = 25,502 – ( 2,33 x 1,873 ) = 21,138 %

Maka kadar air rata-rata dari kelima sampel kayu yang dipergunakan adalah 21,138 %.

4. 1. 1. 2. Pemeriksaan Berat Jenis

Pemeriksaan berat jenis dilakukan terhadap lima buah sampel berukuran 7,5 cm x 2,5 cm x 5 cm. Pengujian ini juga dilakukan pada saat kondisi kayu kering udara dan didapat hasil sebagai berikut :

Tabel 4. 2. Hasil Pemeriksaan Berat Jenis Kayu

Sampel Berat (gr) Volume (cm3) Berat Jenis (gr/cm3)

1 94 93,75 1,00267

2 96 93,75 1,02400

3 96 93,75 1,02400

4 94 93,75 1,00267

5 94 93,75 1,00267

Total 5,05600

Rata-rata sampel =

= 1,0114 gr/cm3

Standar deviasi =

= 0,01045

Berat jenis rata-rata = 1,0114 – ( 2,33 x 0,01045 ) = 0,98705

(62)

Maka berat jenis rata-rata sampel adalah 0,987 gr/cm3.

4. 1. 1. 3 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu

Hasil pemeriksaan kuat tekan sejajar arah serat kayu dengan lima buah sampel berukuran 2 cm x 2 cm x 6 cm adalah sebagai berikut :

Tabel 4. 3. Hasil Pemeriksaan Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu

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

1 3100 4 775

2 2800 4 700

3 3200 4 800

4 3000 4 750

5 3000 4 750

Total 3775

Rata-rata sampel =

= 755 kg/cm2

Standar deviasi =

= 37,081

Tegangan tekan karakteristik = 755 – ( 2,33 x 37,081 ) = 668,601 kg/cm2

(63)

4. 1. 1. 4 Pengujian Kuat Lentur dan Elastisitas Lentur Kayu

Penelitian elastisitas kayu dilakukan terhadap 3(tiga) sampel yang diambil secara acak untuk pencatatan dial penurunan setiap penambahan beban 10 kg. Penelitian ini juga dilakukan pada saat kayu sudah mencapai kondisi kering udara. Hasil penelitian elastisitas ini dapat dilihat pada Tabel IV. 4.

Tabel 4. 4. Hasil Pemeriksaan Elastisitas Kayu

Beban (Kg)

Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3

Penurunan (x0.001 cm)

0 0 0 0

10 13 10 33

20 50 15 89

30 105 48 98

40 160 100 151

50 223 169 273

60 291 203 351

70 348 314 416

80 485 472 978

90 778 691

100 1005 992

(64)

Tabel 4. 5 Tabulasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Sampel 1

P (kg) f (x0.01 mm) σ (kg/mm2) E M (Kgmm) ɛ

0 0 0,000 0,000 0 0,00000

10 13 0.563 3245.192 750 0.00017

20 50 1.125 1687.500 1500 0.00067

30 105 1.688 1205.357 2250 0.00140

40 160 2.250 1054.688 3000 0.00213

50 223 2.813 945.908 3750 0.00297

60 291 3.375 869.845 4500 0.00388

70 348 3.938 848.599 5250 0.00464

80 485 4.500 695.876 6000 0.00647

90 778 5.063 488.030 6750 0.01037

100 1005 5.625 419.776 7500 0.01340

P (kg) f (x0.01 mm) σ (kg/mm2) E M (Kgmm) ɛ

(65)

Gambar 4. 2. Grafik Regresi Linear Tegangan – Regangan sampel kayu 1

Tabel 4. 6. Tabulasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Sampel 2

P (kg) f (x0.01 mm) σ (kg/mm2) E M (Kgmm) ɛ

0 0 0,000 0,000 0 0,00000

10 25 0.563 1687.500 750 0.00033

20 56 1.125 1506.696 1500 0.00075

30 91 1.688 1390.797 2250 0.00121

40 132 2.250 1278.409 3000 0.00176

50 189 2.813 1116.071 3750 0.00252

60 278 3.375 910.522 4500 0.00371

70 314 3.938 940.486 5250 0.00419

80 472 4.500 715.042 6000 0.00629

90 691 5.063 549.475 6750 0.00921

(66)

Gambar 4. 3. Grafik Tegangan regangan hasil pengujian elastisitas sampel kayu 2

Gambar 4. 4. Grafik Regresi Linear Tegangan – Regangan sampel kayu 2

Tabel 4. 7. Tabulasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Sampel 3

P (kg) f (x0.01 mm) Σ E M ϵ

(67)

10 33 0.563 1278.409 750 0.00044

20 89 1.125 948.034 1500 0.00119

30 98 1.688 1291.454 2250 0.00131

40 151 2.250 1117.550 3000 0.00201

50 273 2.813 772.665 3750 0.00364

60 351 3.375 721.154 4500 0.00468

70 416 3.938 709.886 5250 0.00555

80 623 4.500 541.734 6000 0.00831

90 978 5.063 388.229 6750 0.01304

(68)

Gambar 4. 6. Grafik Regresi Linear Tegangan –Regangan sampel kayu 3

Sampel Persamaan Y

X Y

Ew Regangan Tegangan

1 Y = 815,442x 0,00647 4,500 695,518

2 Y = 1006,094x 0,00419 3,938 939,857

3 Y = 768,339x 0,00555 3,938 709,550

Total 12,376 2344,925

Perhitungan Elastisitas

Rata-rata sampel =

=

781, 642 kg/mm2

Standar deviasi =

(69)

Elastis karakteristik = 781,642 kg/mm2 – (2,33 x 137,198 kg/mm2) = 461,97066 kg/mm2

= 46197,066 kg/cm2

Sehingga modulus elastisitas dari kayu yang digunakan adalah 46197,066 kg/cm2

Perhitungan kuat lentur

Kuat lentur kayu dihitung berdasarkan perhitungan tegangan (sumbu y) pada table perhitungan elastisitas kayu.

Rata-rata sampel =

=

4,125 kg/mm2

Standar deviasi =

= 0,325 kg/mm2

Kuat lentur rata-rata = 4,125 kg/mm2 – (2,33 x 0,325 kg/mm2) = 3,36775 kg/mm2

= 336,775 kg/cm2

Sehingga kuat lentur rata-rata dari kayu yang digunakan adalah 336,775 kg/cm2.

4. 1. 2 Kesimpulan Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties

Dari hasil penelitian physical dan mechanical properties yang telah dibahas di atas, maka dapat ditabulasikan pada Tabel IV.8.

Tabel 4. 8. Rangkuman penelitian mechanical properties (PKKI 2002) Jenis Penelitian Hasil Penelitian

(70)

Berat Jenis 0,987 gr/cm3 Kuat Tekan Sejajar Serat 668,601 kg/cm2 Elastisitas Lentur Kayu 46197,066 kg/cm2 Tegangan Lentur Kayu 336,775 kg/cm2

Menurut ketentuan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu (PKKI 2002), kuat acuan berdasarkan pemilihan secara mekanis diambil berdasarkan modulus elastisitas lentur. Dari table di atas dapat dilihat bahwa menurut ketentuan kuat acuan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu (PKKI 2002) seperti yang tercantum pada table II.1, maka kayu yang digunakan dengan modulus elastisitas 46.197,066 kg/cm2 termasuk kayu dengan kode mutu E10.

4. 2. Pengujian Sambungan Baut Memikul Momen Maksimum

Direncanakan dimensi kayu utama (3 x 5) inch2 dengan panjang 2 m diukur dari perletakan dan dimensi kayu pengambung (1,5 x 5) inch2. Sambungan kayu tersebut disambung dengan menggunakan alat sambung baut.

Gambar

Gambar 2.4 Batang kayu menerima gaya tekan sejajar serat
Gambar 2.8 Hubungan antara beban tekan dengan deformasi untuk tarikan dan tekanan
Tabel 2.1 Nilai Kuat Acuan (MPa) Berdasarkan Atas Pemilahan Secara Mekanis
Tabel 2.4 Jarak tepi, jarak ujung dan persyaratan spasi sambungan baut
+7

Referensi

Dokumen terkait

Pada penelitian yang dilakukan ini,alat penyambung yang akan digunakan adalah baut namun dengan bahan sambungan yang berbeda ,yaitu kayu dan pelat baja.Keduanya akan dibandingkan

Pengujian yang dilakukan meliputi, pengujian physical dan mechanical properties kayu yang terdiri dari: pemeriksaan kadar air, berat jenis, kuat lentur, dan elastisitas lentur

lebih kuat dari sambungan dengan kombinasi paku kayu dan baut serta sambungan.. dengan penyambung paku kayu dan sambungan dengan

Dari hasil pengujian destruktif kuat lentur benda uji, dapat diperoleh nilai daktilitas rata-rata dari balok kayu laminasi dengan sambungan bibir lurus yang memiliki variasi

Dari Penelitian yang dilakukan dapat kesimpulan bahwasanya balok pada sambungan balok kolom memberikan kekuatan lentur yang berbeda, semakin besar kuat balok menahan beban

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kuat tarik sambungan bamboo celah berpengisi dengan alat sambung baut pada berbagai variasi jarak ujung

Dengan demikian kayu bangkirai, kapur, punak, bintangur dan meranti dapat digunakan sebagai batang utama pada sambungan geser ganda dengan baut diameter 6,4; 7,9 dan

PERILAKU KEKUATAN SAMBUNGAN MOMEN KOMPOSIT BAMBU LAMINASI-KAYU TERHADAP KONFIGURASI ALAT SAMBUNG BAUT DENGAN SISTEM PELAT BAJA SISIP SKRIPSI Disusun untuk memenuhi sebagian