Analisa Dan Eksperimental Perilaku Tekuk Kolom Tunggal Kayu Panggoh

Analisa Dan Eksperimental Perilaku Tekuk Kolom Tunggal Kayu Panggoh
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh Colloqium Doctum / Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh :
Putri Nurul Hardhanti 090404018
BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK Struktur bangunan memerlukan kolom sebagai batang tekan utama yang memiliki fungsi yang sangat penting. Perencanaan sebuah kolom harus dilakukan dengan benar untuk menghindari terjadinya tekuk pada struktur kolom. Material kolom yang digunakan pada penelitian ini adalah material kayu panggoh. Kayu panggoh merupakan nama lain dari sisi luar pohon aren di wilayah Sumatera Utara, daerah tanah karo. Kayu ini memiliki sifat yang keras serta kuat tekan, kuat tarik, dan elastisitas yang besar. Pengujian tekuk kolom kayu panggoh bertujuan untuk mendapatkan gambaran kekuatan tekuk kayu panggoh dan membandingkan hasil analisis tekuk dengan hasil eksperimental. Ada dua benda uji kolom tunggal kayu panggoh yang dipakai pada penelitian ini, yaitu kolom persegi panjang berukuran (5 x 6) cm dan kolom persegi berukuran (6 x 6) cm dengan panjang kedua benda uji 200 cm. Dari hasil penelitian didapat untuk kolom persegi panjang nilai Pcr = 3500 kg ; σcr = 97,222 kg/cm2 dan untuk kolom persegi nilai Pcr = 4500 kg ; σcr = 125 kg/cm2. Secara analitis kolom persegi panjang diperoleh nilai Pcr = 2049,485 kg ; σcr = 68,212 kg/cm2 dan untuk kolom persegi nilai Pcr = 3541,510 kg ; σcr = 98,370 kg/cm2. Berdasarkan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu (PKKI 2002) hasil uji mechanical properties kayu panggoh merupakan kayu dengan kode mutu E14 Mpa dengan nilai modulus elastisitas 132900 kg/cm2.
Kata kunci: kayu panggoh, tekuk, kolom
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam keatas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan dalam menjalankan setiap aktifitas sehari-hari, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang Geoteknik Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul “Analisa dan Eksperimental Tekuk Kolom Tunggal Kayu Panggoh”.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sanci Barus, MT., sebagai Dosen Pembimbing yang telah sabar memberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada Penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT., sebagai dosen yang membantu perencanaan alat dan kayu dan memberikan ilmu yang sangat bermanfaat kepada penulis.
3. , sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara

4. Bapak Prof. Dr. Ing-.Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. Syahrizal, MT., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dan kemudahan dalam penyelesaian administrasi, Kak Lince, bang zul, Kak Dewi, Kak Dina, Bang Amin, Bang Edi dan lain-lain.
8. Teristimewa keluarga saya, Ayahanda H. Adhan Gusti, SH dan Ibunda Hj. Suharti, SH serta adik saya Muhammad Aulia Gusti yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan doa yang tiada batas.
9. Buat orang yang saya kasihi, Ade Aidil Surbakti yang selalu memberi dukungan, doa dan semangat kepada Penulis.
10. Buat sahabat terdekatku Nita Fadilla dan teman-teman seperjuangan Ihsanuddin, Cumi, Maria, Sarra, Atina, Hanna, Nora, Bayang, Merni, Lia, Utin, Gustara, Reza, Hafiz, Icha serta teman-teman angkatan 2009 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.
Universitas Sumatera Utara

11. Buat abang dan kakak senior 2008, dan adik-adik junior 2010, 2011 dan 2012 yang sudah memberikan bantuan dalam pelaksanaan penelitian.
12. Buat sahabat-sahabatku Isnanda, Ibby, Dinda, Letto, Lita dan Ferina yang selalu menyemangati Penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
13. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan – rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar–besarnya bagi kita semua. Amin.
Medan, Januari 2014
Putri Nurul Hardhanti 09 0404 018
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Abstrak ........................................................................................................ i Kata Pengantar.............................................................................................. ii Daftar Isi....................................................................................................... v Daftar Gambar ................................................................................................. ix Daftar Tabel .................................................................................................. .. xi Daftar Notasi ............................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1. Latar Belakang..................................................................... 1 1.2. Perumusan Masalah ............................................................. 4 1.3. Tujuan Penelitian ................................................................ 4 1.4. Metodologi Penelitian ........................................................... 4 1.5. Batasan Masalah ................................................................. 5 1.6. Mekanisme Pengujian ......................................................... 6 1.7. Sistematika Penulisan ......................................................... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................ 8 2.1 Umum ................................................................................. 8 2.2 Kayu ................................................................................... 8 2.2.1 Struktur Kayu .......................................................... 9 2.2.2 Sifat Utama Kayu .................................................... 10 2.2.3 Sifat Fisis dan Mekanis Kayu .................................. 11 2.2.3.1 Sifat Fisis Kayu............................................. 11
Universitas Sumatera Utara

2.2.3.2 Sifat Mekanis Kayu ...................................... 14 2.2.4 Kekuatan Bahan Kayu ............................................. 17 2.2.5 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilihan
Secara Mekanis ....................................................... 21 2.2.6 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilihan
Secara Visual ........................................................... 23 2.2.7 Kayu Panggoh ......................................................... 25 2.3 Kolom ................................................................................. 26 2.3.1 Prinsip Desain Kolom .............................................. 26 2.3.2 Pembagian Kolom ................................................... 29 2.3.3 Stabilitas Struktur Kolom ........................................ 30 2.3.4 Panjang Efektif Kolom ............................................ 32 2.3.5 Kelangsingan Kolom ............................................... 33 2.3.6 Prinsip Desain Kolom .............................................. 34 2.4 Tekuk ................................................................................. 34 2.4.1 Teori Euler .............................................................. 36 2.4.2 Batas Berlakunya Persamaan Euler .......................... 40
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................. 41 3.1 Pendahuluan ....................................................................... 41 3.2 Pengujian Kayu ................................................................... 41 3.2.1 Persiapan Pengujian ................................................. 41 3.2.2 Pelaksanaan Pengujian ............................................. 42 3.2.2.1 Pemeriksaan Kadar Air ................................ 42
Universitas Sumatera Utara

3.2.2.2 Pemeriksaan Berat Jenis ............................... 43 3.2.2.3 Pengujian Kuat Tekan .................................. 44 3.2.2.4 Pengujian Kuat Tarik ................................... 46 3.2.2.5 Pengujian Kuat Lentur dan Elastisitas
pada Penurunan Izin dan pada Kondisi Ultimate ....................................................... 47 3.2.2.6 Pengujian Kuat Geser Kayu ......................... 48 3.3 Alat Uji Tekuk Modifikasi .................................................. 50 3.3.1 Persiapan Alat Uji Tekuk Modifikasi ....................... 50 3.3.2 Perhitungan Alat Uji Tekuk Modifikasi ................... 51 3.4 Alat Pembebanan Gaya Tekan ............................................ 55 3.5 Alat Pengukur ..................................................................... 56 3.6 Perencanaan Benda Uji ....................................................... 56 3.7 Proses Pengujian Benda Uji ................................................ 56
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN ......... 58 4.1 Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties ........... 58 4.1.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Air ................................... 58 4.1.2 Hasil Pemeriksaan Berat Jenis ................................. 59 4.1.3 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu ............... 60 4.1.4 Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat Kayu ................. 62 4.1.5 Pengujian Kuat Lentur dan Elastisitas Lentur Kayu ............................................................ 63 4.1.6 Pengujian Kuat Geser Sejajar Serat Kayu ................ 69
Universitas Sumatera Utara

4.2 Kesimpulan Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties ............................................................................ 70
4.3 Pengujian Tekuk .................................................................. 72 4.3.1 Pengujian Tekuk Kolom Persei Panjang (5x6) cm ... 72 4.3.2 Pengujian Tekuk Kolom Persegi (6x6) cm ............... 73
4.4 Perbandingan Hasil Pengujian dengan Analisa Terori Euler ........................................................................ 76 4.4.1 Karakteristik Benda Uji Kolom Persegi Panjang (5x6) cm .................................................................. 76 4.4.2 Karakteristik Benda Uji Kolom Persegi (6x6) cm .................................................................. 78

4.5 Pembahasan Hasil Pengujian ............................................... 79
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................... 82 5.1 Kesimpulan ......................................................................... 82 5.2 Saran .................................................................................. 83
Daftar Pustaka .............................................................................................. 84 Daftar Lampiran .......................................................................................... 85
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. 1 Alat tes tekuk ........................................................................ 6

Gambar 2.1 Penampang melintang kayu.................................................... 9

Gambar 2.2 Potongan melintang pohon kayu............................................. 12

Gambar 2.3 Batang kayu menerima gaya tarik P ....................................... 15

Gambar 2.4 Batang kayu menerima gaya tekan sejajar serat ...................... 15

Gambar 2.5 Batang kayu menerima gaya tekan tegak lurus serat ............... 16

Gambar 2.6 Batang kayu menerima gaya geser tegak lurus arah serat........ 16

Gambar 2.7 Batang kayu menerima beban lengkung ................................. 17

Gambar 2.8 Hubungan beban tekan dengan deformasi pada

tarikan dan tekanan ................................................................ 18

Gambar 2.9 Kayu panggoh ........................................................................ 25

Gambar 2.10 Perubahan bentuk kolom yang dibebani ................................. 27

Gambar 2.11 Kesetimbangan stabil ............................................................. 30

Gambar 2.12 Kesetimbangan netral............................................................. 31

Gambar 2.13 Kesetimbangan tidak stabil..................................................... 31

Gambar 2.14 Nilai Ke untuk kolom-kolom dengan beberapa jenis kekangan ujung ...................................................................... 33

Gambar 2.15 Kolom Euler .......................................................................... 36

Gambar 2.16 Batang kolom Euler ............................................................... 37

Gambar 2.17 Grafik kolom Euler ................................................................ 39

Gambar 3.1 Sampel pemeriksaan kadar air

42

Gambar 3.2 Sampel pemeriksaan berat jenis.............................................. 43

Gambar 3.3 Sampel kuat tekan sejajar serat............................................... 45

Gambar 3.4 Sampel kuat tarik sejajar serat ................................................ 46

Gambar 3.5 Sampel pengujian kuat lentur ................................................. 47

Gambar 3.6 Penempatan dial dan beban pada sampel ............................... 47

Gambar 3.7 Sampel kuat geser kayu.......................................................... 49

Gambar 3.8 Alat bantu penjepit pengujian ................................................ 49

Gambar 3.9 Pemodelan alat uji tekuk modifikasi ...................................... 51

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.1. Grafik tegangan-regangan hasil pengujian elastisitas kayu sampel 1 ........................................................................ 65
Gambar 4.2. Grafik regresi linier tegangan-regangan kayu sampel 1 .......... 66 Gambar 4.3. Grafik tegangan-regangan hasil pengujian elastisitas
kayu sampel 2 ........................................................................ 67 Gambar 4.4. Grafik regresi linier tegangan-regangan kayu sampel 2 .......... 68 Gambar 4.5. Grafik hubungan pembebanan dengan deformasi
kayu persegi panjang.............................................................. 73 Gambar 4.6. Grafik hubungan pembebanan dengan deformasi
kayu persegi ........................................................................... 75 Gambar 4.7. Benda uji kayu panggoh persegi panjang (5 x 6 x 200) cm ..... 76 Gambar 4.8. Benda uji kayu panggoh persegi (6 x 6 x 200) cm .................. 78
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai kuat acuan (Mpa) berdasarkan atas pemilahan

secara mekanis pada kadar air 15 % ....................................... 21

Tabel 2.2 Faktor koreksi layan basah, CM ............................................. 22

Tabel 2.3 Tabel 2.4

Faktor koreksi temeprature, Ct ............................................... 22 Nilai rasio tahanan ................................................................ 24

Tabel 2.5 Cacat maksimum untuk semua kelas mutu kayu .................... 24

Tabel 4.1 Hasil pemeriksaan kadar air kayu .......................................... 58

Tabel 4.2 Hasil pemeriksaan berat jenis kayu ........................................ 59

Tabel 4.3 Hasil pemeriksaan kuat tekan sejajar serat kayu ..................... 61

Tabel 4.4 Hasil pemeriksaan kuat tarik sejajar serat kayu....................... 62

Tabel 4.5 Hasil pemeriksaan elastisitas kayu sampel 1 .......................... 63

Tabel 4.6 Perhitungan tegangan-regangan untuk kayu sampel 1............. 64

Tabel 4.7 Perhitungan tegangan-regangan untuk kayu sampel 2 ............ 66

Tabel 4.8 Hasil regresi kedua sampel .................................................... 68

Tabel 4.9 Hasil pemeriksaan kuat geser sejajar serat kayu ..................... 69

Tabel 4.10 Rangkuman penelitian mechanical properties ........................ 70

Tabel 4.11 Rangkuman penelitian mechanical properties (PKKI 1961) ... 71

Tabel 4.12 Hasil pengujian tekuk kolom kayu panggoh persegi

panjang (5 x 6) cm ................................................................ 72

Tabel 4.13 Hasil pengujian tekuk kolom kayu panggoh

persegi (6 x 6) cm ................................................................. 74

Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.14 Hasil pengujian tekuk kolom tunggal kayu panggoh persegi panjang dan persegi ............................................................... 76
Tabel 4.15 Nilai perhitungan dengan menggunakan teori Euler ............... 79 Tabel 4.16 Perbandingan nilai hasil penelitian dengan analitis ................ 80
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR NOTASI
Fb adalah kuat lentur (MPa) Ft// adalah kuat tarik sejajar serat (MPa) Fc// adalah kuat tekan sejajar serat (MPa) Fv// adalah kuat geser yang diizinkan (MPa) Fc┴ adalah kuat tekan tegak lurus serat (MPa) CM adalah faktor koreksi layan basah Ct adalah faktor koreksi temperatur m adalah kadar air kayu (%) Wg adalah berat sampel mula-mula (kg) Wd adalah berat sampel kering oven (kg) BJ adalah berat jenis kayu ρ adalah kerapatan (kg/m3) Gm adalah berat jenis kayu pada m % Gb adalah berat jenis dasar kayu G15 adalah berat jenis kayu pada kadar air 15 % Vg adalah volume sampel kayu (cm3) σtk // adalah tegangan tekan sejajar serat (kg/cm2) P adalah beban (kg) A adalah luas bagian yang tertekan (cm2) σb adalah tegangan lentur yang terjadi (kg/cm2) Ew adalah modulus elastisitas kayu (kg/cm2) L adalah panjang bentang (m)
Universitas Sumatera Utara

b adalah lebar sampel (cm) h adalah tinggi sampel (cm) ε adalah regangan yang terjadi Δl adalah perpendekan yang terjadi pada benda uji (mm) Lo adalah panjang sampel mula-mula (mm) Lu adalah panjang akhir (mm) M adalah momen (kgcm) Q,D adalah gaya lintang (kg) δ adalah lendutan (cm) EI adalah faktor kekakuan (kgcm2) I adalah inersia tampang (cm4) d adalah diameter (cm) τgs adalah tegangan geser (kg/cm2) Ags adalah luasan akibat geser (cm2) Pgs adalah gaya geser (kg) Pds adalah gaya desak (kg) σds adalah tegangan desak (kg/cm2) Fds adalah luasan akibat desak (cm2) t adalah tebal (cm) n adalah jumlah baut Ix adalah momen inersia arah x (cm4) S1 adalah jarak antar baut arah vertikal (mm) S2 adalah jarak tepi baut arah vertikal (mm) g1 adalah jarak antar baut arah horizontal (mm)
Universitas Sumatera Utara

g2 adalah jarak tepi baut arah horizontal (mm) Pcr adalah beban kritis (kg) σcr adalah tegangan kritis (kg/cm2) Pultimate adalah beban ultimate atau batas (kg) σultimate adalah tegangan pada kondisi ultimate (kg/cm2) Pelastis adalah beban elastis (kg) σelastis adalah tegangan pada kondisi elastis (kg/cm2) λ adalah angka kelangsingan kolom ix adalah jari-jari inersia arah x (cm) iy adalah jari-jari inersia arah y (cm)
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK Struktur bangunan memerlukan kolom sebagai batang tekan utama yang memiliki fungsi yang sangat penting. Perencanaan sebuah kolom harus dilakukan dengan benar untuk menghindari terjadinya tekuk pada struktur kolom. Material kolom yang digunakan pada penelitian ini adalah material kayu panggoh. Kayu panggoh merupakan nama lain dari sisi luar pohon aren di wilayah Sumatera Utara, daerah tanah karo. Kayu ini memiliki sifat yang keras serta kuat tekan, kuat tarik, dan elastisitas yang besar. Pengujian tekuk kolom kayu panggoh bertujuan untuk mendapatkan gambaran kekuatan tekuk kayu panggoh dan membandingkan hasil analisis tekuk dengan hasil eksperimental. Ada dua benda uji kolom tunggal kayu panggoh yang dipakai pada penelitian ini, yaitu kolom persegi panjang berukuran (5 x 6) cm dan kolom persegi berukuran (6 x 6) cm dengan panjang kedua benda uji 200 cm. Dari hasil penelitian didapat untuk kolom persegi panjang nilai Pcr = 3500 kg ; σcr = 97,222 kg/cm2 dan untuk kolom persegi nilai Pcr = 4500 kg ; σcr = 125 kg/cm2. Secara analitis kolom persegi panjang diperoleh nilai Pcr = 2049,485 kg ; σcr = 68,212 kg/cm2 dan untuk kolom persegi nilai Pcr = 3541,510 kg ; σcr = 98,370 kg/cm2. Berdasarkan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu (PKKI 2002) hasil uji mechanical properties kayu panggoh merupakan kayu dengan kode mutu E14 Mpa dengan nilai modulus elastisitas 132900 kg/cm2.
Kata kunci: kayu panggoh, tekuk, kolom
Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Kolom merupakan batang tekan vertikal dari rangka struktur yang

memikul beban dari balok (Nawy, 1990). Kolom menjadi bagian penting dalam suatu struktur bangunan karena berfungsi sebagai penyalur beban atau gaya vertikal dan lateral ke pondasi. Selain itu kolom juga merupakan komponen tekan dan menjadi lokasi kritis jika mengalami keruntuhan yang dapat menyebabkan runtuhnya seluruh struktur bangunan. Untuk menjaga agar kolom mampu menahan gaya tekan maka diperlukan perencanaan dan pemilihan material yang pas.
Material kolom yang dapat digunakan tidak hanya berupa beton atau baja, tetapi material kayu juga dapat digunakan. Penggunaan material kayu pada dewasa ini memang sudah sangat jarang, padahal kayu merupakan material struktur yang sudah lama dikenal oleh masyarakat. Kayu memiliki berat jenis yang ringan dan proses pengerjaannya dapat dilakukan dengan peralatan yang sederhana bila dibandingkan dengan material struktur lainnya. Disamping itu kayu juga meruapakan material yang dapat menyerap air disekitarnya (hygroscopic), dan dapat mengembang dan menyusut sesuai dengan kandungan air tersebut.
Dalam menerima beban kayu memiliki kekuatan yang berbeda dari material baja maupun beton, yaitu berhubungan dengan arah saat menerima beban, karena struktur serat kayu memiliki nilai kekuatan yang berbeda. Saat
Universitas Sumatera Utara

menerima gaya sejajar maka kayu akan memliki kekuatan yang lebih besar dan sebaliknya saat beban tegak lurus arah serat kayu maka kekuatan kayu akan melemah.
Kayu yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu yang berasal dari tanaman aren (Arenga pinnata). Aren merupakan jenis tanaman serbaguna, hampir semua dari bagian tanaman ini dapat dipergunakan. Tongkong bunga pada tanaman ini dapat menghasilkan nira atau gula, buahnya yang berwarna putih juga sering dimakan atau yang dikenal dengan nama kolang kaling, daun pohon aren juga dapat digunakan sebagai bahan atap rumah rakyat. Tidak hanya pada bagian bunga dan daun, bagian batang dari pohon aren dapat pula digunakan sebagai bahan bangunan.
Batang aren belum banyak dikenal masyarakat sebagai bahan baku konstruksi untuk menggantikan peranan kayu solid dalam industri perkayuan. Oleh sebab itu, diperlukan adanya penelitian berlanjut mengenai kekuatan tekan dari batang aren tersebut.
Pohon aren (Arenga pinnata) merupakan jenis tanaman yang mudah tumbuh dimana saja, di Indonesia sendiri pohon ini dapat tumbuh secara liar ataupun ditanam sampai ketinggian 1400 m diatas permukaan laut. Tanaman yang berasal dari wilayah tropis ini menyebar alami dari India timur. Tingginya dapat mencapai 25 m dan diameter batang hingga 65 cm.
Di daerah Karo, batang kayu pada tanaman ini memiliki nama lain yaitu kayu panggoh. Umumnya kayu panggoh di daerah Karo digunakan sebagai kandang hewan peliharaan, karena kayu ini dikenal sangat kuat dalam menahan gigitan hewan tersebut.
Universitas Sumatera Utara

Tekuk dapat terjadi pada kolom yang terbuat dari material kayu maupun batang- batang langsing. Analisis tekuk pada kolom diperlukan untuk menentukan beban kritis kolom, dimana beban ini mengakibatkan struktur menjadi tidak stabil dan tidak dapat mempertahankan bentuk aslinya. Tekuk umumnya terjadi bila ada kelebihan beban pada suatu struktur kolom.
Perilaku tekuk dipengaruhi oleh nilai kelangsingan kolom, yaitu nilai banding antara panjang efektif kolom dengan jari-jari girasi penampang kolom. Jika nilai kelangsingan sangat kecil (kolom pendek/short column), maka seratserat kayu pada penampang kolom akan gagal tekan. Tetapi bila angka kelangsingan kolom tinggi (kolom langsing/long coloumn), maka kolom akan mengalami kegagalan tekuk dan serat-serat kayu belum mencapai kuat tekannya atau bahkan masih ada pada kondisi elastik (lateral buckling failure). Kebanyakan kolom umumnya memiliki kelangsingan yang berada pada antara dua nilai ekstrim tersebut, dan biasa disebut dengan intermediate column.
Ketahanan sebuah kolom tergantung pada perbandingan panjang dibagi dengan ukuran penampang melintang. Sebuah kolom pendek kapasitas beban batasnya bergantung pada kekuatan bahan yang dipakai dan kekuatan melintangnya. Sebuah kolom panjang dapat runtuh akibat beban yang jauh lebih kecil daripada beban batas (ultimit load) kolom pendek. Jika dilakukan penambahan beban P yang bekerja pada sebuah kolom panjang kita akan mencapai batas Pcr dan secara tiba-tiba menjadi tidak stabil dan melengkung ke arah lateral, peristiwa ini yang disebut dengan tekuk (buckling)
Berdasarkan uraian diatas perlu dilakukan penelitian mengenai perilaku tekuk kolom kayu panggoh, sehingga didapat pemahaman dan meningkatkan
Universitas Sumatera Utara

kepercayaan masyarakat untuk menggunakan unsur bangunan yang berasal dari kayu panggoh.
1.2 Perumusan Masalah Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan, yaitu : a. Bagaimana kekuatan kayu panggoh sebagai kolom tunggal? b. Sampai berapa kapasitas kayu panggoh mampu menahan beban? c. Bagaimana perilaku tekuk kolom kayu panggoh? d. Bagaimana grafik hubungan beban dan deformasi kayu tersebut?

1.3 Tujuan Penelitian a. Memperoleh gambaran mengenai kekuatan tekuk kayu panggoh b. Mendapatkan hubungan antara deformasi dengan gaya c. Membandingkan hasil analisis tekuk dengan hasil eksperimental
1.4 Metodologi Penelitian Adapun metodologi dan tahapan pelaksanaan yang digunakan dalam
eksperimen tugas akhir ini adalah : 1. Pengujian physical dan mechanical properties kayu untuk mendapatkan: a. Kadar air b. Berat jenis c. Kuat tekan sejajar serat d. Kuat tarik sejajar serat e. Tegangan lentur ultimate
Universitas Sumatera Utara

f. Elastisitas lentur kayu 2. Pengujian tekuk kolom kayu 3. Pendesainan 2 buah benda uji kolom tunggal (single) kayu panggoh 4. Pendesainan 1 buah alat uji tekuk kolom dari profil baja I dengan
hydraulic jack dan dial gauge 5. Pemberian beban akan dilakukan di Laboratorium Struktur Program
Magister (S 2) Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
1.5 Batasan Masalah Dalam penelitian yang dilakukan, ada beberapa lingkup masalah yang
dibatasi, yaitu karakteristik bahan yang digunakan sebagai benda uji adalah sebagai berikut :
a. Kayu dianggap bersifat homogen dan isotropis b. Kayu yang digunakan adalah kayu panggoh dengan dimensi (5 x 6)
cm dan (6 x 6) cm c. Benda uji kolom yang diuji adalah kolom kayu tunggal (single)
dial
d. Panjang bentang benda uji kolom yang diuji adalah ± 2 meter e. Beban pengujian merupakan beban statis. f. Beban yang berkerja adalah beban tekan kritis g. Perletakan kolom sendi-sendi
Universitas Sumatera Utara

1.6 Mekanisme Pengujian Pengujian dilakukan dengan cara meletakkan kolom pada loading frame,
yaitu berupa baja profil I yang dirangkai sedemikian rupa sebagai tumpuan benda uji dan alat tekan kolom kayu. Kemudian diberi beban statik dengan mengunakan hydraulic jack. Pemberian beban dilakukan secara bertahap dan dihentikan setelah tercapai beban kritis (Pcr) . Besarnya lendutan (defleksi) pada benda uji saat mengalami pembebanan dibaca oleh alat dial gauge. Besarnya lendutan (defleksi) P kritis yang diberikan dicatat.

Sampel benda uji

Alat uji tekuk modifikasi

Dial gauge
Kayu panggoh Gambar 1.1. Alat Tes Tekuk

Jack

Universitas Sumatera Utara

1.7 Sistematika Penulisan Sistematika Pembahasan ini bertujuan untuk memberikan gambaran
secara garis besar isi setiap bab yang dibahas pada Tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan penelitian, pembatasan
masalah, sistematika penulisan dari tugas akhir ini. BAB II. STUDI PUSTAKA
Bab ini berisi uraian tentang kriteria kayu yang akan digunakan, teori mengenai perilaku kolom terhadap tekuk.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi uraian tentang persiapan penelitian mencakup penyediaan
bahan, alat sebagai dudukan benda uji dan pekerjaan pertukangan hingga pelaksanaan penelitian.
BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN Bab ini berisi analisa dan hasil pengujian benda uji dalam penelitian,
meliputi : hasil pengujian kuat tekan kayu, hasil pengujian perilaku tekuk pada kolom kayu panggoh.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh kegiatan tugas
akhir ini dengan menitikberatkan pada perilaku tekuk kayu panggoh.
Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2. 1 Umum Struktur kayu merupakan suatu struktur yang susunan elemennya adalah
kayu. Dalam merancang struktur kolom kayu, hal pertama yang harus di lakukan adalah menetapkan besarnya gaya yang bekerja pada batang dan dengan memperhatikan kondisi struktur serta pembebanannya.
2. 2 Kayu Kayu merupakan suatu bahan konstruksi yang berasal dari tumbuhan
dalam alam. Kayu adalah produk alami yang menunjukkan berbagai variasi dalam segi kualitas maupun sifat. Konstruksi kayu sudah sejak dulu dikenal orang, namun karena keterbatasan ilmu pengetahuan penggunaan kayu hanya didasarkan pada pengalaman dan intuisi sehingga pemanfaatan kayu menjadi kurang optimal.
Kayu memiliki kuat tarik dan kuat tekan relatif tinggi, berat yang relatif rendah, mempunyai daya tahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik, dapat dengan mudah untuk dikerjakan, relatif murah, serta dapat dengan mudah diganti dan bisa didapat dalam waktu singkat (Felix, 1965).
Untuk mengenal kayu sebagai bahan konstruksi maka perlu diketahui terlebih dahulu struktur dan sifat-sifat kayu.
Universitas Sumatera Utara

2.2.1 Struktur Kayu Kayu memiliki beberapa bagian seperti yang tergambar pada potongan
melintang di bawah ini.
Gambar 2.1. Penampang Melintang pada Kayu Penampang melintang dari batang kayu terdiri dari : 1. Kulit luar Merupakan bagian terluar dari batang dan terdiri dari sel-sel yang sudah mati dan tidak dapat membelah lagi, serta berfungsi untuk melindungi bagian dalam dari kerusakan. 2. Kulit dalam Merupakan bagian yang masih hidup dan merupakan jalan makanan 3. Lapisan Kambium Suatu lapisan yang sangat tipis dan terdiri dari sel-sel hidup yang selalu membelah.
Universitas Sumatera Utara

4. Kayu Muka Merupakan bagian yang masih hidup. Lapisan kayu muka tidak begitu tebal dan biasanya lapisan kayu ini disebut gubal dari kayu.
5. Kayu Inti Merupakan bagian terpenting dari batang karena bagian inilah yang dapat digunakan sebagai bahan konstruksi.
6. Emepelur (inti kayu) Bagian kayu yang berada ditengah dan terdiri dari elemen-elemen yang sudah mati.
7. Lingkaran tahun (Annual Ring) Lingkaran tahunan memperkirakan umur dari pohon kayu. Pertumbuhan sel-sel kayu disertai dengan munculnya struktur seperti lingkaran
8. Jari-jari empelur Rongga-rongga atau ruang yang menghubungkan bagian dalam kayu dengan luar kayu.
2.2.2 Sifat Utama Kayu Sampai saat ini kayu masih banyak diminati orang. Dari segi manfaatnya,
kayu memiliki sifat-sifat utama, yaitu sifat-sifat yang menyebabkan kayu tetap dibutuhkan manusia. (Heinz, 1982)
Sifat-sifat utama kayu adalah: 1. Kayu merupakan sumber kekayaan alam yang tidak akan ada
habisnya, apabila dikelola secara baik dan benar. Kayu juga salah
Universitas Sumatera Utara

satu sumber kekayaan alam yang dapat diperbaharui (renewable resources) 2. Kayu merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan, barang-barang seperti: tekstile, kertas dan lain sebagainya. 3. Kayu memiliki sifat-sifat spesifik yang tidak bisa ditiru oleh material lainnya yang dibuat oleh manusia seperti beton dan baja. Salah satu contohnya kayu memiliki sifat yang elastis.
2.2.3 Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Material kayu sebagai bahan konstruksi perlu ditinjau sifat-sifatnya,
karena setiap kayu memiliki sifat yang berbeda-beda. Perbedaan sifat-sifat ini tejadi karena adanya variasi jenis pohon.
2.2.3.1 Sifat Fisis Kayu Pengetahuan tentang sifat-sifat fisis kayu dalam mendukung beban perlu
dipahami terlebih dahulu. Sifat fisis merupakan sifat yang dapat diketahui secara jelas melalui panca indera dan tanpa bantuan alat.
a. Kadar Air Kayu Kayu memiliki kemapuan menyerap dan melepaskan air yang
dikandungnya. Kemampuan ini sangat tergantung dari kondisi lingkungan seperti temperatur dan kelembaban udara. Species sangat mempengaruhi kandungan air yang terdapat pada sebuah pohon kayu. Walaupun sebuah pohon berada dalam
Universitas Sumatera Utara

satu spesies yang sama, tetapi kadar airnya dapat berbeda. Perbedaan ini disebabkan oleh umur pohon, ukuran pohon, dan lokasi penanamannya.
Pada bagian batang kadar air sebuah kayu dapat berbeda, umumnya kandungan air pada kayu gubal lebih banyak dari pada kayu teras. Kayu gubal merupakan kayu yang terletak pada bagian lebih luar diameter kayu (sebelum kulit kayu), sedangkan kayu teras adalah bagian kayu yang terletak pada inti kayu
Gambar 2.2. Potongan Melintang Pohon Kayu Air yang terdapat pada batang kayu tersimpan dalam dua bentuk, yaitu: air bebas (free water) yang terletak diantara sel-sel kayu dan air ikat (bound water) yang terletak pada dinding sel. Selama air bebas masih ada, maka kejenuhan dinding-dinding sel kayu akan tetap terjaga. Air bebas merupakan air pertama yang akan berkurang seiring dengan proses pengeringan, dan pengeringan selanjutnya akan dapat mengurangi air ikat pada dinding sel. Saat pengolahan batang kayu (ditebang dan dibentuk), maka kandungan air pada batang berkisar antara 40% – 300%, kandungan ini dinamakan kandungan air segar. Jika pada suatu kondisi dimana air bebas yang terletak diantara dinding-dinding sel sudah habis sedangkan air ikat pada dinding sel
Universitas Sumatera Utara

masih jenuh dinamakan titik jenuh serat (fibre saturation point). Saat titik jenuh serat kandungan air yang dimiliki berkisar antara 25% - 30%. Jika pengeringan terus dilakukan sehingga kayu berada dibawah titik jenuh serat maka akan mengurangi kandungan air ikat pada dinding sel, yang dapat mengakibatkan terjadinya perubahan dimensi tampang melintang batang kayu, perubahan sifatsifat mekanis, dan ketahanan lapuk.
Kandungan air pada kayu dipengaruhi oleh kelembaban udara lingkungan. Bila kelembaban udara meningkat, maka kandungan air pada kayu meningkat pula, dan sebaliknya. Pada lingkungan yang memliki kelembaban udara yang stabil, maka kandungan air pada kayu juga akan cenderung tetap, kondisi kandungan air pada kayu yang tetap disebut kada air seimbang (equilibrium moisture content).
b. 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.
Berat jenis didefinisikan sebagai angka berat dari satuan volume suatu material. Berat jenis diperoleh dengan membagikan berat kepada volume benda tersebut. Berat diperoleh dengan cara menimbang suatu benda pada timbangan dengan tingkat keakuratan yang diperlukan atau biasanya digunakan timbangan dengan ketelitian 20%, yaitu sebesar 20 gr/kg. Sedangkan untuk menentukan volume biasanya dilakukan dengan mengukur panjang, lebar dan tebal suatu benda dan mengalikannya.
Universitas Sumatera Utara

Kayu terbentuk dari sel-sel yang memiliki bermacam-macam tipe yang memungkinkan terjadinya suatu penyimpangan tertentu. Maka pada perhitungan berat jenis kayu semestinya berpangkal pada keadaan kering udara yang berarti sekering-keringnya tanpa pengeringan buatan.
2.2.3.2 Sifat Mekanis Kayu Sifat mekanis kayu meliputi keteguhan kayu, yaitu perlawanan yang
diberikan oleh suatu jenis kayu terhadap perubahan-perubahan bentuk yang disebabkan oleh gaya-gaya luar.
a. Keteguhan Tarik (Tension Strength) Keteguhan tarik adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap dua buah gaya yang bekerja dengan arah yang berlawanan dan gaya ini bersifat tarik (Gambar 2.1). Gaya tarik ini berusaha melepas ikatan antara serat-serat kayu tersebut. Sebagai akibat dari gaya tarik (P), maka timbulah didalam 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 masih diizinkan bila tidak timbul suatu perubahan atau bahaya pada kayu, disebut dengan tegangan tarik yang diizinkan dengan notasi Ft (MPa). Misalnya, untuk kayu dengan kode mutu E26 tegangan tarik yang diizinkan dalam arah sejajar serat adalah 60 MPa.
Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.3. Batang Kayu Menerima Gaya Tarik P
b. Keteguhan Tekan (Compression Strength) Keteguhan tekan adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap gayagaya tekan yang bekerja sejajar atau tegak lurus serat kayu. Gaya tekan yang bekerja sejajar serat kayu akan menimbulkan bahaya tekuk pada kayu tersebut (Gambar 2.4). Sedangkan gaya tekan yang bekerja tegak lurus arah serat akan menimbulkan retak pada kayu (Gambar 2.5). Batang-batang yang panjang dan tipis seperti papan, mengalami bahaya kerusakan lebih besar ketika menerima gaya tekan sejajar serat jika dibandingkan dengan gaya tekan tegak lurus serat kayu. Sebagai akibat adanya gaya tekan ini akan menimbulkan tegangan tekan pada kayu. Tegangan tekan terbesar dimana tidak menimbulkan adanya bahaya disebut tegangan tekan yang diizinkan, dengan notasi Fc (MPa).
Gambar 2.4. Batang Kayu Menerima Gaya Tekan Sejajar Serat
Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.5. Batang Kayu Menerima Gaya Tekan Tegak Lurus Serat
c. Keteguhan Geser Keteguhan geser adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap dua gayagaya tekan yang bekerja padanya, kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang menyebabkan bagian kayu tersebut bergeser atau tergelincir dari bagian lain di dekatnya. Akibat gaya geser ini maka akan timbul tegangan geser pada kayu (lihat Gambar 2.6.). Dalam hal ini, keteguhan geser dibagi menjadi 3 (tiga) macam, yaitu keteguhan geser sejajar serat, keteguhan geser 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 Fv (MPa).
Gambar 2.6. Batang kayu yang menerima gaya geser tegak lurus arah serat
Universitas Sumatera Utara

d. Keteguhan Lentur Statis (Static Bending Strength) Keteguhan lentur adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu. Pada balok sederhana yang dikenai beban maka bagian bawah akan mengalami bagian tarik dan bagian atas mengalami tegangan tekan maksimal (Gambar 2.7). Dari pengujian keteguhan lentur diperoleh nilai keteguhan kayu pada batas proporsi dan keteguhan kayu maksimum. Dibawah batas proporsi terdapat hubungan garis lurus antara besarnya tegangan dan regangan, dimana nilai perbandingan antara tegangan dan regangan ini disebut modulus elastisitas (MOE). Akibat tegangan tarik yang melampaui batas kemampuan kayu maka akan terjadi regangan yang cukup berbahaya.
Gambar 2.7. Batang Kayu Menerima Beban Lengkung
2.2.4 Kekuatan Bahan Kayu Istilah kekuatan atau tegangan pada bahan seperti kayu adalah kemampuan
atau ketahanan bahan untuk mendukung beban luar atau beban yang berusaha berubah 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
Universitas Sumatera Utara

mengacu ke sistem Internasional (SI) yaitu N/mm2. Perubahan bentuk dan ukuran ini dikenal sebagai deformasi atau regangan. Regangan dinyatakan dalam deformasi persatuan luas. 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 2.8.
Gambar 2.8. Hubungan Beban Tekan dengan Deformasi pada Tarikan dan Tekanan
Kayu memiliki beberapa tegangan, pada satu jenis tegangan nilainya besar dan untuk jenis tegangan yang lain nilainya kecil. Sebagai contoh tegangan tarik akan memperpanjang kayu dan tegangan tekan cenderung memperpendek kayu.
Universitas Sumatera Utara

Biasanya kayu akan mengalami kombinasi dari beberapa tegangan yang terjadi secara bersamaan meski salah satu jenis tegangan lebih mendominasi. Kemampuan untuk melentur bebas dan kembali ke bentuk semula tergantung kepada elastisitas, dan kemampuan untuk menahan terjadinya perubahan bentuk yang disebut dengan kekakuan.
Modulus elastisitas merupakan suatu nilai yang mengukur perbandingan antara tegangan dengan regangan pada batas atau limit proporsional yang memberikan gambaran umum untuk menyatakan elastis atau kekakuan suatu bahan. Jika nilai modulus elastisitas semakin tinggi, maka kayu akan semakin kaku dan sebaliknya.
Ada dua alternatif yang tersedia untuk menentukan karakteristik kekuatan kayu. Yang pertama adalah melakukan pengujian di lapangan. Pengujian ini memiliki keuntungan karena kondisi pengujian yang mirip dengan penggunaannya, namun membutuhkan waktu dan biaya operasional yang lama. Yang kedua adalah pengujian di laboratorium. Pengujian ini memberikan hasil dan data yang cepat tetapi hanya dapat menirukan penelitian, tidak pada keadaan yang mirip.
Terdapat dua jenis pengujian di laboratorium yang dapat dilakukan, yaitu: pengujian benda uji ukuran struktural dan ukuran kecil. Pengujian benda uji ukuran struktural hampir menyerupai pengujian di lapangan karena diizinkan adanya pengaruh luar seperti mata kayu dan retak. Namun pengujian struktural memerlukan biaya yang besar karena volume kayu yang digunakan lebih banyak dan waktu yang lama, serta adanya perhitungan faktor-faktor reduksi tambahan
Universitas Sumatera Utara

akibat adanya variasi benda uji. Secara umum pengujian kayu ukuran struktural

lebih mendekati kondisi penggunaan yang sebenarnya.

Pengujian benda uji ukuran kecil digunakan sebagai pembanding dan

petunjuk mengenai kekuatan kayu pada jenis yang berbeda-beda. Benda uji ini

dihindari dari adanya pengaruh luar seperti mata kayu dan jenis cacat lainnya,

maka hasil yang didapat tidak menunjukkan kekuatan sesungguhnya yang dapat

didukung oleh batang kayu tersebut sehingga perlu diberi nilai reduksi untuk

mendapatkan kekuatan izin.

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 benda uji ukuran kecil dari beberapa jenis kayu yang berbeda

telah banyak dilakukan dan diperoleh banyak batasan data. Angka-angka yang

dihasilkan dari pengujian kayu yang berbeda-beda dapat dibandingkan dengan

metode pengujian yang telah distandarkan. Angka-angka yang didapat dipakai

dalam menghitung tegangan kerja, sebab faktor koreksi telah diperhitungkan.

Nilai tegangan diperoleh dari perbandingan beban dengan luas penampang yang

dibebani, dinyatakan dalam N/mm2, atau:

������������������������ (���) �

��������������� ������������ ���������������������������

�

��� ���

Dan regangan didefinisikan sebagai deformasi per ukuran semula yaitu:

������������������������ (���) �

������������������������ℎ������ ��������������������� ��������������������� ������������−������������

�

∆��� ������

Universitas Sumatera Utara

Secara teoritis, semakin ringan kayu maka semakin kurang kekuatannya, dan demikian juga sebaliknya. Dapat pula dikatakan bahwa jenis kayu yang berat sekali memiliki kekuatan yang kuat sekali juga. Kekerasan, kekuatan, dan sifat teknik lainnya umumnya berbanding lurus dengan berat jenisnya. Namun hal ini tidak terlalu benar, karena susunan tiap kayu berbeda.

2.2.5 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilihan Secara Mekanis

Pemilahan secara mekanis guna mendapatkan modulus elastisitas lentur

harus dilakukan mengikuti standar pemilahan mekanis yang baku. Berdasarkan

modulus elastisitas lentur yang diperoleh secara mekanis, kuat acuan lainnya

dapat diambil mengikuti Tabel 2.1. Kuat acuan yang berbeda 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

pada kadar air 15% (berdasarkan SNI - 5 2002)

Kode mutu

Ew

Fb

Ft// Fc//

Fv

Fc┴

E26 25000

66

60

46

6,6

24

E25 24000

62

58

45

6,5

23

E24 23000

59

56

45

6,4

22

E23 22000

56

53

43

6,2

21

E22 21000

54

50

41

6,1

20

E21 20000

50

47

40

5,9

19

E20 19000

47

44

39

5,8

18

E19 18000

44

42

37

5,6

17

E18 17000

42

39

35

5,4

16

E17 16000

38

36

34

5,4

15

E16 15000

35

33

33

5,2

14

E15 14000

32

31

31

5,1

13

E14 13000

30

28

30

4,9

12

E13 12000

27

25

28

4,8

11

E12 11000

23

22

27

4,6

11

E11 10000

20

19

25

4,5

10

E10 9000

18

17

24 4,3

9

Universitas Sumatera Utara

Dimana :

Ew = Modulus elastis lentur Fb = Kuat lentur Ft// = Kuat tarik sejajar serat Fc// = Kuat tekan sejajar serat Fv = Kuat Geser Fc┴ = Kuat tekan tegak lurus serat

Faktor-faktor koreksi digunakan untuk menghitung nilai tahanan

terkoreksi. Nilai faktor koreksi yang digunakan dalam menghitung nilai tahanan

terkoreksi adalah sebagai berikut:

Tabel 2.2. Faktor koreksi layan basah, CM

Fb Ft// Fv Fc┴ Fc// Ew

Balok Kayu

0,85 1,00 0,97 0,67 0,80 0,90

Balok Kayu besar (125 mm x 1,00 1,00 1,00 0,67 0,91 1,00
125 mm atau lebih besar)

Lantai papan kayu

0,85 -

- 0,67 - 0,90

Tabel 2.3. Faktor koreksi temperature, Ct

Kondisi Acuan Ft, E
Fb, Fc, Fv

Kadar air pada masa layan
Basah atau kering Kering Basah

T ≤ 38˚C 1,0 1,0 1,0

Ct 38˚C < T ≤ 52˚C 52˚C < T ≤ 65˚C
0,90 0,90 0,80 0,70 0,70 0,50

Universitas Sumatera Utara

2.2.6 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilihan 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 Α.
b. Kadar air, m % (m < 30), diukur dengan prosedur baku. c. Hitung berat jenis pada m % (Gm ) dengan rumus :
Gm = ρ / [1000 (1 + m/100)]
d. Hitung berat jenis dasar (Gb ) dengan rumus : Gb = Gm/ [1 + 0,265 a Gm] dengan a = (30 – m ) / 30
e. Hitung berat jenis pada kadar air 15 % ( G15 ) dengan rumus : G15 = Gb / (1 – 0,133 G b )
f. Hitung estimasi kuat acuan, dengan modulus elastisitas lentur (Ew) = 16500G0.7 dimana G : Berat jenis kayu pada kadar air 15% = G15. Untuk kayu dengan serat tidak lurus atau mempunyai cacat kayu, estimasi
nilai modulus elastis lentur acuan pada point d harus direduksi dengan mengikuti ketentuan pada SNI (Standar Nasional Indonesia) 03-3527-1994 UDC (Universal Decimal Classification) 691.11 tentang “Mutu Kayu Bangunan“ yaitu dengan mengalikan estimasi nilai modulus elastis lentur acuan dari Tabel 2.1. tersebut dengan nilai rasio tahanan pada Tabel 2.4. yang bergantung pada kelas mutu kayu. Kelas mutu kayu ditetapkan dengan mengacu pada Tabel 2.5.
Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.4. Nilai rasio tahanan
Kelas Mutu Nilai Rasio Tah