Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN

IV.1 Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties

IV.1.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Air

Pemeriksaan kadar air kayu dilakukan pada 5 buah sampel kayu dengan ukuran 3 x 6 x 6 cm. Hasil pemeriksaannya adalah sebagai berikut : Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Air Kayu Sampel Berat Kering Udara Wu Berat Mula-Mula Wm Kadar Air 1. 0.124 0.131 5.645 2. 0.129 0.135 4.651 3. 0.119 0.125 5.042 4. 0.129 0.135 4.651 5. 0.109 0.114 4.587 TOTAL 24.576 Sebagai contoh diambil sampel no.1 : Persamaan Kadar Air SNI 2002 = ��−�� �� x 100 Kadar Air = 0.131−0.124 0,131 x 100 = 5.645 Rata – rata sampel �̅ = 24.576 5 = 4.9152 Standart Deviasi = � ∑��− � 2 �−1 Universitas Sumatera Utara = � 0.7960 4 = 0.4461 Kadar air rata – rata = 4.9152 – 2.33 x 0.4461 = 3.8758 Maka kadar air rata – rata dari kelima sampel kayu tersebut adalah 3.8758 . IV.1.2 Hasil Pemeriksaan Berat Jenis Pemeriksaan berat jenis kayu diteliti pada 5 buah sampel kayu dengan ukuran 3 x 6 cm x 6 cm . Hasilnya adalah sebagai berikut : Tabel 4.2 Hasil Pemeriksaan Berat Jenis Kayu Sampel Berat kg Wg Volume m 3 Vg Ρkgm 3 m G m a G b G 15 1. 0.131 108 x 10 -6 1213 5.645 1.148 0.812 0.921 1.049 2. 0.135 108 x 10 -6 1250 4.651 1.194 0.845 0.942 1.077 3. 0.125 108 x 10 -6 1157 5.042 1.101 0.832 0.887 1.005 4. 0.135 108 x 10 -6 1250 4.651 1.194 0.845 0.942 1.077 5. 0.114 108 x 10 -6 1056 4.587 1.009 0.847 0.823 0.924 Total 5.133 Kerapatan kayu = � � � � Berat jenis G m = � �1000�1+ � 100 �� Sebagai contoh perhitungan diambil sampel 1: Volume kayu sampel 1 = p x l x t = 6 cm x 3 cm x 6 cm = 108 cm 3 Kerapatan kayu ρ = � � � � Universitas Sumatera Utara = 0.131 108 × 10 −6 = 1213 kgm 3 Berat jenis pada m G m = � �1000�1+ � 100 �� = 1213 �1000�1+ 5.645 100 �� = 1.148 Berat jenis dasar G b = � [ 1+0.265 × � × � � ] a = 30−� 30 = 30−5.645 30 = 0.812 Berat jenis dasar G b = 1213 [ 1+0.265 × 0.812 × 1.148] = 0.921 Berat jenis pada kadar air 15 G 15 = � � 1−0,133×� � = 0,921 1−0.133×0.921 = 1.049 Nilai rata-rata sampel �̅ = ., 133 5 = 1.027 Standard deviasi SD = � ∑� � − �̅ 2 �−1 = � 0.0166838 4 = 0.06458 Berat jenis rata-rata = 5.133 – 2.33 x 0.06458 = 0.876 Untuk nilai berat jenis rata-rata dari kelima sampel kayu diatas adalah 0.876 Universitas Sumatera Utara

IV.1.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu

Benda uji untuk pengujian kuat tekan sejajar serat kayu digunakan kayu berukuran 2 cm x 2 cm x 6 cm sebanyak 5 sampel. Hasilnya adalah sebagai berikut : Tabel 4.3 Hasil Pemeriksaan Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu Sampel P = beban kg Luas cm 2 KuatTekan kgcm 2 1. 4000 4 1000 2. 3400 4 850 3. 3600 4 900 4. 3700 4 925 5. 3800 4 950 TOTAL 4625 Luas permukaan kayu A = 2 x 2 cm = 4 cm 2 Sebagai contoh diambil sampel no.1 : Kuat Tekan sejajar sera t σ tekan = � � = ����� ����� ���� kgcm 2 σ tekan = 3800 4 = 950 kgcm 2 Rata – rata sampel = 4625 5 = 925 kgcm 2 Standart Deviasi = � ∑��− � 2 �−1 = � 12.500 4 = 55.902 Tegangan tekan karakteristik = 925 – 2.33 x 55.902 = 794.748 kgcm 2 Universitas Sumatera Utara Maka tegangan tekan sejajar serat rata – rata sampel adalah 794.748 kgcm 2 dalam PKKI 1961, sedangkan berdasarkan SNI 2002 adalah 794.7482.25 = 353.221 kgcm 2 .

IV.1.4 Hasil Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat Kayu

Hasil Pengujian kuat tarik yang diteliti pada 3 buah sampel kayu dengan lebar 12 mm, tebal 8 mm dan luas 96 mm 2 adalah sebagai berikut : Tabel 4.4 Hasil Pemeriksaan Kuat Tarik Sejajar Serat Kayu Sam pel Tebal mm Lebar mm Panjang Awal Lo mm Panjang Akhir L u mm ∆ L mm F u N σv Nmm 2 Regangan ε 1. 7.15 8.2 150 157 7.0 8800 150.09 4.667 2. 7.15 7.15 150 158.5 8.5 11000 215.17 5.667 3. 6.3 8 150 155.5 5.5 6600 130.92 3.667 Total 496.18 14.001 Sebagai contoh perhitungan diambil sampel no.1 : Luas A = 7.15 x 8.2 = 58.63 mm 2 σ maks = ����� � = 8800 58.63 = 150.09 Nmm 2 = 1500.9 kgcm 2 Rata – rata = 496.18 3 = 165.393 Nmm 2 = 1653.93 kgcm 2 Maka kuat tarik sejajar serat σ v = 1653.93 kgcm 2 Regangan ɛ = �� �0 = 7 150 x 100 = 4.667 Rata – rata = 14.001 3 = 4.667 Universitas Sumatera Utara Standart Deviasi = � ∑��− � 2 �−1 = � 2 2 = 1 Maka regangan ε = 4.667 – 2.33 x 1 = 2.337

IV.1.5 Hasil Pengujian Kuat Geser Sejajar Serat Kayu

Uji geser kayu dilakukan terhadap tiga sampel dengan ukuran Pengujian Kuat Geser Sejajar Serat Kayu. Hasil pemeriksaan kuat geser sejajar serat kayu dengan tiga buah sampel dengan ukuran 50 mm x 50 mm. Tabel 4.5 Hasil Pemeriksaan Kuat Geser Sejajar Serat Kayu No B cm H cm Beban Maks N Kuat Geser Nmm 2 1 50 50 32000 12.8 2 50 50 38000 15.2 3 50 50 34000 13.6 Total 41.6 Contoh perhitungan sampel 1 ���� ����� � � = � �×ℎ = 32000 50×50 = 12.8 ��� 2 ���� − ���� ������ �̅ = 41.6 3 = 13.867 ��� 2 Universitas Sumatera Utara �������� ������� = � Σx 1 −x� 2 �−1 = � 2.643 2 = 1.150 ���� ����� ���� − ���� = 13.867 − 2.33�1.150 = 11.188 ��� 2 Maka kuat geser sejajar serat rata-rata sampel adalah 110.188 kgcm 2 .

IV.1.6 Hasil Pengujian Elastisitas dan Lentur Kayu

Penelitian elastisitas kayu dilakukan terhadap tiga sampel yang berukuran 30 cm x 2 cm x 2,1 cm. Pencatatan dial penurunan setiap penambahan beban 50 kg. Hasil penelitian sebagai berikut: Tabel 4.6 Hasil Pemeriksaan Elastisitas Kayu BEBAN Kg SAMPEL 1 SAMPEL 2 Penurunan x 0,01 50 13 13 100 26 27 150 40 40 200 54 55 250 68 69 300 83 84 350 97 98 400 112 113 450 127 127 500 141 140 550 155 152 600 169 168 650 186 188 Universitas Sumatera Utara 660 191 197 670 198 211 675 242 680 680 PATAH 690 690 700 700 710 710 720 720 725 725 730 PATAH Tabel 4.7 Perhitungan Tegangan-Regangan Untuk Kayu Sampel 1 P kg f x 0,01 mm σ kgmm 2 E lentur Mb kg mm ε regangan 50 13 1.037742971 1461.77067 2000 0.000709922 100 26 2.075485943 1461.77067 4000 0.001419844 150 40 3.113228914 1425.226403 6000 0.002184375 200 54 4.150971885 1407.631015 8000 0.002948906 250 68 5.188714857 1397.280787 10000 0.003713437 300 83 6.226457828 1373.712196 12000 0.004532578 350 97 7.264200799 1371.351866 14000 0.005297109 400 112 8.30194377 1357.358479 16000 0.00611625 450 127 9.339686742 1346.670617 18000 0.006935391 500 141 10.37742971 1347.731823 20000 0.007699922 550 155 11.41517268 1348.601328 22000 0.008464453 600 169 12.45291566 1349.326772 24000 0.009228984 650 186 13.49065863 1328.167974 26000 0.010157344 660 191 13.69820722 1313.297628 26400 0.010430391 670 198 13.90575582 1286.062882 26800 0.010812656 680 204 14.11330441 1266.867914 27200 0.011140312 690 211 14.320853 1242.851461 27600 0.011522578 700 220 14.5284016 1209.283009 28000 0.012014062 710 238 14.73595019 1133.793553 28400 0.012997031 Universitas Sumatera Utara 720 261 14.94349879 1048.442411 28800 0.014253047 725 286 15.04727308 963.4397597 29000 0.015618281 Sebagai contoh perhitungan untuk P = 50 kg terjadi penurunan f = 0.13 mm L = 160 mm, B = 21.30 mm, H = 23,30 mm I = 1 12 x BH 3 = 1 12 x 21.30 x 23.30 3 = 22452.5731 mm 4 W b = 1 6 x BH 2 = 1 6 x 21.30 x 23.30 2 = 1927.2595 mm 3 M b =

1 4

x PL =

1 4

x 50 x 160 = 2000 kg mm σ lt = � � � � = 2000 �� �� 1927.2595 �� 3 = 1.03774 kgmm 2 E lentur = �� 3 48 � � = 50 � 160 3 48 � 2245.5731 �0,13 = 1461.77067 kgmm 2 ε = σ � = 1.03774 1461.77067 = 0.000709922 Gambar 4.1 Grafik Tegangan - Regangan Hasil Pengujian Elastisitas Kayu Sampel 1 2 4 6 8 10 12 14 16 0,005 0,01 0,015 0,02 Te g a ng a n σ Regangan ε Universitas Sumatera Utara Gambar 4.2 Grafik Regresi Linear Tegangan – Regangan Kayu Sampel 1 Tabel 4.8 Perhitungan Tegangan-Regangan Untuk Kayu Sampel 2 P kg f x 0,01 mm σ kgmm 2 E lentur Mb kg mm ε regangan 50 13 1.16096196 1701.043162 2000 0.0006825 100 27 2.32192392 1638.041563 4000 0.0014175 150 40 3.48288588 1658.517083 6000 0.0021 200 55 4.643847839 1608.258989 8000 0.0028875 250 69 5.804809799 1602.431964 10000 0.0036225 300 84 6.965771759 1579.540079 12000 0.00441 350 98 8.126733719 1579.540079 14000 0.005145 400 113 9.287695679 1565.561848 16000 0.0059325 450 127 10.44865764 1567.102755 18000 0.0066675 500 140 11.6096196 1579.540079 20000 0.00735 550 152 12.77058156 1600.323501 22000 0.00798 600 168 13.93154352 1579.540079 24000 0.00882 y = 1206,4x R² = 0,9391 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0,005 0,01 0,015 0,02 Te g a ng a n σ Regangan ε Universitas Sumatera Utara 650 188 15.09250548 1529.129225 26000 0.00987 660 197 15.32469787 1481.720845 26400 0.0103425 670 211 15.55689026 1404.368335 26800 0.0110775 675 242 15.67298646 1233.607747 27000 0.012705 Sebagai contoh perhitungan untuk P = 50 kg terjadi penurunan f = 0,13 mm L = 160 mm, B = 20.60 mm, H = 22.40 mm I = 1 12 x BH 3 = 1 12 x 20.60 x 22.40 3 = 19294.34453 mm 4 W b = 1 6 x BH 2 = 1 6 x 20.60 x 22.40 2 = 1722.70933 mm 3 M b =

1 4

x PL =

1 4

x 50 x 160 = 2000 kg mm σ lt = � � � � = 2000 �� �� 1722.70933 �� 3 = 1.16096196 kgmm 2 E lentur = �� 3 48 � � = 50 � 160 3 48 � 19294.34453 �0.13 = 1701.043162 kgmm 2 ε = σ � = 1.16096196 1701.043162 = 0.0006825 Gambar 4.3 Grafik Tegangan – Regangan Hasil Pengujian Elastisitas Kayu Sampel 2 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 Te g a ng a n σ Regangan ε Universitas Sumatera Utara Gambar 4.4 Grafik Regresi Linear Tegangan – Regangan Kayu Sampel 2 Tabel 4.9 Hasil Regresi Ketiga Sampel Sampel Persamaan Y X Regangan Y Tegangan Ew = YX 1 Y = 1206X 0.012014062 14.48895933 1206 2 Y = 1470X 0.0103425 15.20347503 1470 Total 29.69243435 2676 Perhitungan Elastisitas : Rata – rata sampel = 2676 2 = 1329 kgmm 2 = 132900 kgcm 2 Perhitungan Kuat Lentur : Kuat lentur kayu dihitung berdasarkan perhitungan tegangan sumbu y pada tabel perhitungan elastisitas kayu. Rata – rata sampel = x = 29.6924 2 = 14.8462 kgmm 2 y = 1470,5x R² = 0,9688 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 Te g a ng a n σ Regangan ε Universitas Sumatera Utara Standart Deviasi = � ∑��− � 2 �−1 = � 0,2553 1 = 0.505 Elastis karakteristik = 14.8462 – 2.33 x 0.505 = 13.6695 kgmm 2 = 1366.95 kgcm 2 Sehingga Kuat Lentur rata – rata dari kayu adalah 1366.95 kgcm 2 . IV.2 Kesimpulan Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties Dari hasil penelitian physical dan mechanical properties yang telah dibahas diatas, maka dapat ditabulasikan pada tabel 4.10. Tabel 4.10 Rangkuman Penelitian Mechanical Properties Jenis Penelitian Hasil Penelitian Kadar Air 3.8758 . Berat Jenis 0.876 grcm 2 Kuat Tekan Sejajar Serat 794.748 kgcm 2 Kuat Tarik Sejajar Serat 1664.05 kgcm 2 Elastisitas Lentur Kayu 132900 kgcm 2 Tegangan Lentur Kayu 1366.95 kgcm 2 Kuat Geser Sejajar Serat 110.188 kgcm 2 Menurut ketentuan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu PKKI 2002, kuat acuan berdasarkan pemilahan secara mekanis diambil berdasarkan modulus lentur. Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa menurut ketentuan kuat acuan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu PKKI 2002 seperti yang tercantum pada Universitas Sumatera Utara tabel 2.1, maka kayu yang digunakan dengan modulus elastisitas 132900 kgcm 2 termasuk kayu dengan kode mutu E13 = 14000 Mpa. Setelah didapatkan nilai elastisitas kayu yang digunakan, maka dapat direncanakan ukuran dimensi kayu dengan perhitungan analisis. Kapasitas frame adalah 25 ton, dan kapasitas jack yang dipakai adalah 25 ton pula. Karena keterbatasan ukuran dimensi dari kayu yang akan dicoba, maka dimensi kayu ditetapkan terlebih dahulu. Dalam tugas akhir ini, dimensi kayu panggoh yang digunakan adalah 3 cm x 6 cm yang disambung dengan menggunakan baut sehingga dimensi yang digunakan adalah 2 x 3 cm x 6 cm.

IV.3 Analisis Teori Euler