Tahap Pengambilan Kesimpulan dan Saran Diagram Alir Pengujian Perbandingan beban maksimum antara perhitungan teoritis dan hasil

commit to user 34 2. Pengujian kuat lentur Langkah pengujian kuat lentur adalah sebagai berikut: a Pembebanan benda uji dilakukan secara perlahan-lahan dengan hidraulic pump , di atur dengan kenaikan beban sebesar 50 kg secara bertahap. Mencatat lendutan yang terjadi dengan menggunakan dial gauge pada setiap penambahan beban. b Pencatatan beban maksimum yang mampu ditahan oleh benda uji hingga benda uji mengalami keruntuhan dan tidak mampu menahan beban lagi.

e. Tahap Analisis Hasil Pengujian

Dari hasil pengujian yang diperoleh yaitu besarnya beban dan lendutan maksimum saat terjadi patah pada kayu, kemudian dilakukan analisa data, dan dari data tersebut kemudian dibuat grafik hubungan antara beban dan lendutan dari masing–masing benda uji sehingga dapat diketahui berapa besar beban yang dapat ditahan oleh kayu yang telah dilakukan penambalan. Kemudian dapat dihitung juga besarnya kuat lentur kayu tersebut dengan persamaan 3.1 dan 3.2. Data hasil pengujian : L = panjang balok kayu mm h = tinggi balok mm P mak = beban maksimum N b = lebar balok mm d = defleksi balok mm Ls = jarak tumpuan mm I t = momen inersia penampang mm 4 q = berat sendiri Nmm y = ordinat titik berat mm a = jarak 13 L s Kuat lentur F b = I a P qL y I y M s ÷ ø ö ç è æ + = 2 8 1 . 2 Nmm 2 3.1 Modulus Elastisitas E = d d . . 384 5 4 3 . . 24 2 4 2 2 I qL a L I a P s s + - ÷ ø ö ç è æ Nmm 2 3.2

f. Tahap Pengambilan Kesimpulan dan Saran

Pada tahap ini, data yang telah dianalisa dibuat kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian dan memberilan saran. commit to user 35

3.3 Diagram Alir Pengujian

Secara garis besar diagram alir penelitian dapat dilihat pada gambar 3.9 Gambar 3.9 Diagram alir penelitian Mulai Bahan penelitian · Balok kayu keruing ukuran 57 x 50 cm · Batang lurus dan tidak ada cacat kayu · Serbuk kayu jati · Perekat lem epoxy Pemeriksaan kadar air dan berat jenis sebelum pembuatan benda uji Pembuatan lubang pada kayu kemudian mengisi lubang tersebut dengan campuran serbuk kayu dan perekat Pengujian kuat lentur dan modulus elastisitas akibat adanya beban luar dengan pembebanan bertahap Analisis data hasil penelitian Selesai Kesimpulan dan saran Peralatan penelitian · Loading frame dan perlengkapanya · Oven dan Timbangan · Gergaji, Palu, dan Pahat · Mistar, Skrap dan Gelas ukur · Wadah untuk mencampur Persiapan commit to user 36 BAB 4 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengujian

Pengujian yang dilakukan di laboratorium bertujuan untuk mendapatkan data akurat. Dari hasil pengujian tersebut diperoleh data-data sebagai berikut:

4.1.1 Data Pengujian Kadar Air dan Berat Jenis

Nilai kadar air serbuk kayu diperoleh dari mengambil sebagian serbuk kayu sedangkan untuk kayu keruing didapat dari pengujian 3 tiga buah benda uji. Nilai kadar air dan berat jenis kayudianggap sudah dapat mewakili seluruh balok kayu yang akan dibuat sebagai benda uji dalam penelitian ini. Pengujian kadar air dilakukan di Laboratorium Bahan Fakultas Teknik UNS Surakarta. Dari pengujian tersebut diperoleh data seperti dalam Tabel 4.1 dan 4.2 Tabel 4.1 Data pengujian kadar air serbuk kayu No Nama Sampel Berat Awal Berat Kering Sampel Wg Wd gram gram 1 Serbuk Ketam 20 18 2 Serbuk Gergaji 100 96 3 Serbuk Amplas 60 58 Tabel 4.2 Data pengujian kadar air dan berat jenis kayu No Dimensi Volume Berat Awal Berat Kering Sampel l b t Wg Wd cm cm cm cm3 gram gram 1 2.474 2.522 2.522 15.736 16.000 13.000 2 2.660 2.512 2.572 17.186 14.000 12.000 3 2.608 2.548 2.560 17.012 13.000 12.000 commit to user 37

4.1.2 Data Pengujian Kuat Lentur dan Modulus Elastisitas

Berdasarkan pengujian yang dilakukan di Laboratorium Struktur Fakultas Teknik UNS Surakarta, pengujian kuat lentur kayu keruing dilakukan dengan cara memberikan beban desak pada kayu secara bertahap sampai batas kemampuan benda uji dalam menerima beban desak. Batas kemampuan benda uji dalam menerima beban desak diindikasikan dengan kondisi retak atau patah dan benda uji tidak mampu lagi menerima penambahan beban. Beban pada kondisi tersebut dianggap sebagai beban kritis dan lendutan yang terjadi pada beban tersebut dianggap sebagai lendutan maksimum. Gambar 4.1 Setting pengujian lentur kayu Dari pengujian tersebut didapat data-data berupa beban dan lendutan yang diterima oleh balok kayu keruing. Data-data hasil pengujian tersebut digabungkan dengan data lainya sehingga dapat dihitung besarnya nilai kuat lentur dan modulus elastisitas dari balok kayu keruing tersebut. Dari pengujian kuat lentur kayu keruing diperoleh data besarnya beban dan lendutan yang terjadi pada saat pengujian. Data-data hasil pengujian tersebut tertera dalam Tabel 4.3 commit to user 38 Tabel 4.3 Beban dan lendutan maksimum No Kode P maks P rata-rata Lendutan maks Lendutan rata-rata Sampel N N mm mm 1 BU-1 24000 26250 11.59 13.63 2 BU-2 25000 13.3 3 BU-3 29750 16 4 BLA-1 18000 18916.667 9.8 10.88 5 BLA-2 17750 10.3 6 BLA-3 21000 12.55 7 BLB-1 18250 21416.667 14.9 12.36 8 BLB-2 22000 10.22 9 BLB-3 24000 11.97 10 BLT-1 21750 23083.333 16.3 13.89 11 BLT-2 22000 12.81 12 BLT-3 25500 12.56 13 BTA-1 20500 21500 16.47 14.52 14 BTA-2 21000 15.65 15 BTA-3 23000 11.44 16 BTB-1 16500 18916.667 12.6 12.83 17 BTB-2 20000 8.46 18 BTB-3 20250 16.2 19 BTT-1 25000 28916.667 13.84 12.84 20 BTT-2 31500 13.8 21 BTT-3 30250 10.87

4.2 Analisa Data Hasil Pengujian

Setalah mendapatkan data hasil pengujian yang dilakukan di laboratorium. Data- data tersebut kemudian dianalisis untuk mendapatkan tujuan yang ingin dicapai dalam pengujian tersebut, yaitu mendapatkan besarnya kuat lentur kayu yang diperbaiki dengan campuran serbuk kayu commit to user 39

4.2.1 Analisa Data Pengujian Kadar Air dan Berat Jenis Kayu

a. Dari data hasil pengujian kemudian dilakukan, untuk perhitungan kadar air kayu keruing digunakan Persamaan 2.7, berikut contoh perhitungan benda uji ke-1 kayu keruing. Diketahui data : l panjang = 2,474 cm b lebar = 2,522 cm t tebal = 2,522 cm W g berat awal = 16,00 gr W d berat satelah dioven = 13,00 gr Kadar air : 100 x W W W m d d g - = 100 00 , 13 00 , 13 00 , 16 x m - = = 23,077 Hasil perhitungan serbuk kayu jati dan kadar air kayu keruing selanjutnyatercantum dalam Tabel 4.4 dan Tabel 4.5 Tabel 4.4 Hasil perhitungan kadar air serbuk kayu jati No Nama Sampel Berat Awal Berat Kering Kadar Air Kadar Air Sampel Wg Wd Rata-rata gram gram 1 Serbuk Ketam 20.000 18.000 11.111 2 Serbuk Gergaji 100.000 96.000 4.167 6.242 3 Serbuk Amplas 60.000 58.000 3.448 Tabel 4.5 Hasil perhitungan kadar air kayu keruing Sampel Dimensi Berat Awal Berat Kering Kadar Air Kadar Air l b t W g W d Rata-rata cm cm cm gram gram 1 2,474 2,522 2,522 16,000 13,000 23,077 2 2,660 2,512 2,572 14,000 12,000 16,667 16,026 3 2,608 2,548 2,560 13,000 12,000 8,333 commit to user 40 b. Dari data hasil pengujian kemudian dilakukan untuk perhitungan berat jenis kayu keruing digunakan Persamaan 2.8, berikut contoh perhitungan benda uji ke-1 kayu keruing Diketahui data : l panjang = 2,474 cm b lebar = 2,522 cm t tebal = 2,522 cm m kadar air = 23,077 gr Volume l x b x t = 15,736 cm 3 Berat jenis : ] 100 1 000 . 1 [ m G m + = r g g V W = r = 6 3 10 . 736 , 15 10 . 00 , 16 - - = 1016,787 kgm 3 ] 100 077 , 23 1 000 . 1 [ 787 , 1016 + = m G = 0,826 grcm 3 Hasil perhitungan berat jenis kayu keruing selanjutnya tercantum dalam Tabel 4.6 Tabel 4.6 Hasil perhitungan berat jenis kayu keruing Dimensi Volume Berat Awal Kadar Berat Berat Jenis No l b t Wg Air Jenis Rata-rata cm cm cm cm3 gram grcm3 grcm3 1 2,474 2,522 2,522 15,736 16,000 23.077 0,826 2 2,660 2,512 2,572 17,186 14,000 16.667 0,698 0,743 3 2,608 2,548 2,560 17,012 13,000 8.333 0,705 c. Dari hasil perhitungan berat jenis kayu dapat dihitung besarnya modulus elastisitas lentur kayu Ew dengan menggunakan rumus estimasi kuat acuan, yaitu dengan persamaan 2.12 – 2.15 E w = 16500G 0,7 Mpa commit to user 41 dengan: G = berat jenis pada kadar air 15 = . 133 , 1 b b G G - G b = berat jenis dasar = . 256 , 1 m m G a G + a = 30 30 m - Dari hasil pengujian diperoleh: m = 16,026 Gm = 0,743 grcm 3 a = 30 30 m - = 30 026 , 16 30 - = 0,231 G b = . 256 , 1 m m G a G + = 743 , 231 , 256 , 1 743 , x x + = 0,712 G = . 133 , 1 b b G G - = 712 , 133 , 1 712 , x - = 0,786 E w = 16500G 0,7 = 16500 x 0,786 0,7 = 13946,425 MPa Berdasarkan rumus estimasi kuat acuan didapat nilai modulus elastisitas lentur: E w = 13946,425 MPa

4.2.2 Analisa Data Kuat Lentur dan Modulus Elastisitas Kayu

Dari data-data yang diperoleh pada saat pengujian kuat lentur diperoleh pula grafik hubungan antara penambahan beban yang diterima oleh benda uji dengan lendutan yang terjadi. Grafik yang menunjukan hubungan antara penambahan beban dengan lendutan yang terjadi, seperti pada Gambar 4.2 sampai dengan Gambar 4.9 commit to user 42 Gambar 4.2 Grafik hubungan penambahan beban dengan lendutan yang terjadi pada Balok Kayu Utuh BU Gambar 4.3 Grafik hubungan penambahan beban dengan lendutan yang terjadi pada Balok Kayu Lubang Atas BLA 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 5 10 15 20 25 30 B e b a n N Lendutan mm BU-1 BU-2 BU-3 5000 10000 15000 20000 25000 5 10 15 20 25 30 35 B e b a n N Lendutan mm BLA-1 BLA-2 BLA-3 commit to user 43 Gambar 4.4 Grafik hubungan penambahan beban dengan lendutan yang terjadi pada Balok Kayu Lubang Bawah BLB Gambar 4.5 Grafik hubungan penambahan beban dengan lendutan yang terjadi pada Balok Kayu Lubang Tengah BLT 5000 10000 15000 20000 25000 5 10 15 20 25 B e b a n N Lendutan mm BLB-1 BLB-2 BLB-3 5000 10000 15000 20000 25000 30000 5 10 15 20 25 B e b a n N Lendutan mm BLT-1 BLT-2 BLT-3 commit to user 44 Gambar 4.6 Grafik hubungan penambahan beban dengan lendutan yang terjadi pada Balok Kayu Tambalan Atas BTA Gambar 4.7 Grafik hubungan penambahan beban dengan lendutan yang terjadi pada Balok Kayu Tambalan Bawah BTB 5000 10000 15000 20000 25000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 B e b a n N Lendutan mm BTA-1 BTA-2 BTA-3 5000 10000 15000 20000 25000 5 10 15 20 25 30 B e b a n N Lendutan mm BTB-1 BTB-2 BTB-3 commit to user 45 Gambar 4.8 Grafik hubungan penambahan beban dengan lendutan yang terjadi pada Balok Kayu Tambalan Tengah BTT Gambar 4.9 Grafik rata-rata hubungan penambahan beban dengan lendutan yang terjadi pada semua benda uji 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 5 10 15 20 25 30 B e b a n N Lendutan mm BTT-1 BTT-2 BTT-3 5000 10000 15000 20000 25000 30000 5 10 15 20 25 30 35 B e b a n N Lendutan mm BU BLA BTA BLB BTB BLT BTT commit to user 46 Gambar 4.9 Menunjukan bahwa adanya peningkatan beban yang mampu diterima oleh balok kayu yang telah dilakukan penambalan pada bagian atas walaupun tidak dapat menyamai beban yang diterima oleh balok kayu utuh. Pada penambalan bagian bawah beban yang mampu diterima justru lebih rendah daripada balok dengan lubang bagian bawah, sebaliknya pada penambalan bagian tengah beban yang mampu diterima mengalami peningkatan yang sangat besar, bahkan mampu melebihi beban yang diterima oleh balok kayu utuh.

a. Perbandingan beban maksimum antara perhitungan teoritis dan hasil

pengujian kuat lentur 1. Perhitungan beban maksimum yang dapat diterima benda uji Balok Kayu Utuh ke-1 BU-1 Diketahui data : b lebar balok = 47,78 mm h tinggi balok = 67,01 mm L s jarak tumpu = 450 mm a jarak P ke tumpuan = 150 mm y ordinau titik berat = ½ x h = 33,505 mm q berat sendiri = 0,0238 Nmm I t momen inersia 12 1 b h 3 = 1198074,303 mm 4 E w elastisitas lentur = 13946,425 Mpa F b dari tabel kuat acuan E14 = 30 MPa F b = I y M . M = y I F b . = 505 , 33 303 , 1198074 30 x = 1071741,250 N.mm M = ÷ ø ö ç è æ + a P qL s 2 8 1 2 P = 2 . 8 1 2 a qL M s ÷ ø ö ç è æ - = 2 150 . 450 0238 . 8 1 250 , 1071741 2 ÷ ø ö ç è æ - x x = 14295,198 N commit to user 47 2. Perhitungan beban maksimum yang dapat diterima benda uji balok kayu keruing yang telah diberikan tambalan pada bagian atas. Berikut contoh perhitungan benda uji Balok Kayu Tambalan Atas ke-1 BTA-1 kayu keruing. Diketahui data : b lebar balok = 49,58 mm h tinggi balok = 67,42 mm L s jark tumpu = 450 mm a jarak P ke tumpuan = 150 mm q berat sendiri = 0,0248 Nmm E w elastisitas lentur = 13946,425 Mpa E m elastisitas material = 388,30 MPa F b dari tabel kuat acuan E14 = 30 MPa a Menentukan Sumbu Netral b = 49,58 h = 6 7 ,4 2 ya yb 15 52,42 A1 A2 kayu material n x b h = 6 7 ,4 2 ya yb 15 52,42 A1 A2 b = 49,58 n = ÷÷ ø ö çç è æ w m E E = ÷ ø ö ç è æ 425 , 13946 30 , 388 = 0,028 n x b = 0,028 x 49,58 = 1,380 mm ya = ÷÷ ø ö çç è æ + + + 42 , 52 15 15 2 1 2 1 2 2 1 1 A A x x A x x A ya = ÷÷ ø ö çç è æ + + + 42 , 52 58 , 49 15 380 , 1 42 , 52 15 42 , 52 58 , 49 15 15 380 , 1 2 1 2 1 x x x x x x x x ya = 40,944 mm yb = h – ya = 67,42 – 40,944 = 26,476 mm commit to user 48 b Menentukan Momen Inersia I 1 = 112 . b . h 1 3 + A 1 . ya – 12 . h 1 2 = 112 x 1.380 x 15 3 + 1.380 x 15 x 40,944 – 7,5 2 = 23547,632 mm 4 I 2 = 112 . b . h 2 3 + A 2 . yb – 12 . h 2 2 = 112 x 49,58 x 52,42 3 + 49,58 x 52,42 x 26,476 – 26,21 2 = 595320,656 mm 4 I T = I 1 + I 2 = 23547,632 + 595320,656 = 618868,287 mm 4 c Menentukan momen maksimum pada serat kayu terluar F b = T I y M . M = y I F T b . = 476 , 26 287 , 618868 30 x = 701228,850 N.mm d Menentukan beban maksimum M = ÷ ø ö ç è æ + a P qL s 2 8 1 2 P = 2 . 8 1 2 a qL M s ÷ ø ö ç è æ - = 2 150 . 450 0248 . 8 1 850 , 701228 2 ÷ ø ö ç è æ - x x = 9341,333 N commit to user 49 3. Perhitungan beban maksimum yang dapat diterima benda uji balok kayu keruing yang telah diberikan tambalan pada bagian bawah. Berikut contoh perhitungan benda uji Balok Kayu Tambalan Bawah ke-1 BTB-1 kayu keruing. Diketahui data : b lebar balok = 49,45 mm h tinggi balok = 66,36 mm L s jarak tumpu = 450 mm a jarak P ke tumpuan = 150 mm q berat sendiri = 0,0244 Nmm E w elastisitas lentur = 13946,425 Mpa E m elastisitas material = 388,30 MPa F b dari tabel kuat acuan E14 = 30 MPa a Menentukan Sumbu Netral b = 49,45 h = 6 6 ,3 6 yb ya 15 51,36 A1 A2 kayu material b = 49,45 h = 6 6 ,3 6 yb ya 15 51,36 A1 A2 n x b n = ÷÷ ø ö çç è æ w m E E = ÷ ø ö ç è æ 425 , 13946 30 , 388 = 0,028 n x b = 0,028 x 49,45 = 1,377 mm ya = ÷÷ ø ö çç è æ + + + 15 36 , 51 36 , 51 2 1 2 1 2 2 1 1 A A x x A x x A ya = ÷÷ ø ö çç è æ + + + 15 377 , 1 36 , 51 45 , 49 15 36 , 51 15 377 , 1 36 , 51 36 , 51 45 , 49 2 1 2 1 x x x x x x x x ya = 25,948 mm yb = h – ya = 66,36 – 25,948 = 40,412 mm commit to user 50 b Menentukan Momen Inersia I 1 = 112 . b . h 1 3 + A 1 . ya – 12 . h 1 2 = 112 x 49,45 x 51,36 3 + 49,45 x 51,36 x 25,948 – 25,68 2 = 558472,224 mm 4 I 2 = 112 . b . h 2 3 + A 2 . yb – 12 . h 2 2 = 112 x 1,377 x 15 3 + 1,377 x 15 x 40,412 – 7,5 2 = 22757,970 mm 4 I T = I 1 + I 2 = 558472,224 + 22757,970 = 581230,194 mm 4 c Menentukan momen maksimum pada serat kayu terluar F b = T I y M . M = y I F T b . = 948 , 25 194 , 581230 30 x = 672003,872 N.mm d Menentukan beban maksimum M = ÷ ø ö ç è æ + a P qL s 2 8 1 2 P = 2 . 8 1 2 a qL M s ÷ ø ö ç è æ - = 2 150 . 450 0244 . 8 1 872 , 672003 2 ÷ ø ö ç è æ - x x = 8951,820 N commit to user 51 4. Perhitungan beban maksimum yang dapat diterima benda uji balok kayu keruing yang telah diberikan tambalan pada bagian tengah. Berikut contoh perhitungan benda uji Balok Kayu Tambalan Tengah ke-1 BTT-1 kayu keruing. Diketahui data : b lebar balok = 49,90 mm h tinggi balok = 66,74 mm L s jarak tumpu = 450 mm a jarak P ke tumpuan = 150 mm q berat sendiri = 0,0248 Nmm E w elastisitas lentur = 13946,425 Mpa E m elastisitas material = 388,30 MPa F b dari tabel kuat acuan E14 = 30 MPa a Menentukan Sumbu Netral ya = 12.h h = 6 6 ,7 4 15 25,87 25,87 b = 49,90 yb = 12.h A2 A1 A3 kayu kayu material ya = 12.h h = 6 6 ,7 4 15 25,87 25,87 b = 49,90 yb = 12.h A2 A1 A3 n x b n = ÷÷ ø ö çç è æ w m E E = ÷ ø ö ç è æ 425 , 13946 30 , 388 = 0,028 n x b = 0,028 x 49,90 = 1,389 mm ya = yb = ½ . h = ½ x 66,74 = 33,37 mm commit to user 52 b Menentukan Momen Inersia I 1 = I 3 = 112 . b . h 1 3 + A 1 . ya – 12 . h 1 2 = 112 x 49,90 x 25,87 3 + 49,90 x 25,87 x 33,37 – 12,935 2 = 611067,395 mm 4 I 2 = 112 . b . h 2 3 = 112 x 1,389 x 15 3 = 390,749 mm 4 I T = I 1 + I 2 = 611067,395 + 390,749 = 611458,144 mm 4 c Menentukan momen maksimum pada serat kayu terluar F b = T I y M . M = y I F T b . = 370 , 33 144 , 611458 30 x = 549707,651 N.mm d Menentukan beban maksimum M = ÷ ø ö ç è æ + a P qL s 2 8 1 2 P = 2 . 8 1 2 a qL M s ÷ ø ö ç è æ - = 2 150 . 450 0248 . 8 1 651 , 549707 2 ÷ ø ö ç è æ - x x = 7321,081N commit to user 53 Berdasarkan analisa data perhitungan beban maksimum yang mampu diterima oleh balok kayu diperoleh hasil perbandingan beban maksimum antara perhitungan teoritis dan hasil pengujian yang tertera dalam Tabel 4.7 Tabel 4.7 Perbandingan beban maksimum teoritis dan hasil pengujian No b h Ls Teoritis Pengujian Kode P maks P rata-rata P maks P rata-rata Sampel mm mm mm N N N N 1 BU-1 47.78 67.01 450 14295.198 14870.881 24000 26250.000 2 BU-2 48.77 68.00 450 15025.846 25000 3 BU-3 48.19 69.01 450 15291.598 29750 4 BLA-1 47.21 66.73 450 8414.339 8997.393 18000 18916.667 5 BLA-2 49.00 69.11 450 9555.953 17750 6 BLA-3 48.55 67.82 450 9021.886 21000 7 BLB-1 49.62 66.59 450 8796.046 9222.144 18250 21416.667 8 BLB-2 48.11 69.41 450 9486.767 22000 9 BLB-3 47.78 69.30 450 9383.617 24000 10 BLT-1 49.31 67.24 450 14689.430 15176.911 21750 23083.333 11 BLT-2 48.51 69.85 450 15613.999 22000 12 BLT-3 47.71 69.56 450 15227.305 25500 13 BTA-1 49.58 67.42 450 9341.333 9618.803 20500 21500.000 14 BTA-2 49.21 68.76 450 9741.396 21000 15 BTA-3 47.93 69.58 450 9773.680 23000 16 BTB-1 49.45 66.36 450 8951.820 9650.246 16500 18916.667 17 BTB-2 47.99 70.63 450 10158.461 20000 18 BTB-3 47.81 69.84 450 9840.457 20250 19 BTT-1 49.90 66.74 450 7321.081 7513.279 25000 28916.667 20 BTT-2 48.77 68.90 450 7633.754 31500 21 BTT-3 48.16 69.11 450 7585.000 30250 commit to user 54

b. Perhitungan Modulus Elastisitas Balok Kayu Utuh, Balok kayu