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
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.
6. Buat keluarga saya, terutama kepada orang tua saya, Ayahanda H. Basri Abdurrahman
dan Ibunda Hj. Dra. Nursyidah yang telah memberikan motivasi, semangat dan nasihat
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
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%.
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
2. 2 Sifat-sifat Kayu ……….. 10
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
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
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
DAFTAR PUSTAKA
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
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
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
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
Cf adalah faktor koreksi ukuran
Cg adalah faktor aksi kelompok
Cp adalah faktor kestabilan kolom
V adalah volume sampe, m3
Wx adalah berat kering udara, gr
Sd adalah standar deviasi
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
