82
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
BAB V ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN
V.1 Hasil Pengujian dan
V.1.1 Hasil pemeriksaan kadar air
Pemeriksaan kadar air kayu memakai 5 buah sampel yang diambil secara acak. Hasil pemeriksaan adalah sebagai berikut :
Tabel V.1 Hasil pemeriksaan kadar air kayu Sampel
Wd Wg
Kadar air
1 80,16
80,28 15,172
2 60,79
60,81 15,038
3 49,62
49,96 15,788
4 43,88
44,15 15,708
5 61,03
61,07 15,075
Total 76,781
Keterangan : Wd = Berat kayu kering udara Wg = Berat kayu mula mula
Rata – rata sample =
x
= 6
781 ,
76
= 15,536
Universitas Sumatera Utara
83
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
Standar deviasi =
1
2
− −
∑ n
X Xi
= 0,362
Kadar air rata – rata = 15,536 2.33 x 0,362
= 14,513
M aka kadar air rata – rata dari kelima sampel kayu yang dipergunakan adalah 14,513 A.1.2 Pemeriksaan berat jenis
Pemeriksaan berat jenis dilakukan terhadap lima buah sampel berukuran 2 cm x 5 cm x 7.5 cm dengan hasil sebagai berikut :
Tabel V.2 Hasil pemeriksaan berat jenis kayu
Sampel Berat gr
Volume cm3 Berat Jenis grcm3
1 82,33
75 1,098
2 40,50
75 0,540
3 59,85
75 0,798
4 70,58
75 0,941
5 83,73
75 1,116
Total 4,493
Rata – rata sample =
5 4,493
=
0,899
Universitas Sumatera Utara
84
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
Standar deviasi =
1
2
− −
∑ n
X Xi
=
0,239
Berat jenis rata – rata =
0,899
2.33 x
0,239
= 0,3428377
=
0,343
3
cm gr
Maka berat jenis rata – rata sampel adalah
0,343
3
cm gr
A.1.3 Pengujian kuat tekan sejajar serat kayu
Hasi pemeriksaan kuat tekan sejajar arah serat kayu dengan lima buah sampel berukuran 2 cm x 2 cm x 6 cm adalah sebagai berikut.
Tabel V.3 Hasil pemeriksaan kuat tekan sejajar serat kayu
Sampel P = Beban Kg
Luas cm2 Kuat Tekan Kgcm2
1 2100
4 525
2 1300
4 325
3 2600
4 650
4 2000
4 500
5 1200
4 300
Total 2300
Universitas Sumatera Utara
85
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
Rata – rata sample =
x
= 5
2300
= 460
Standar deviasi =
1
2
− −
∑ n
X Xi
=
146,416
Tegangan tekan karakteristik = 460 2.33 x 146,416
=
118,852
2
cm kg
Maka tegangan tekan sejajar serat rata – rata sampel adalah
118,852
2
cm kg
A.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 V.4 Hasil pemeriksaan elastisitas kayu
Beban Kg Sampel 1
Sampel 2 Sampel 3
Penurunan x 0.001 cm
10 12
7
30
20 49
13 86
30 107
45 95
Universitas Sumatera Utara
86
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
40 158
96 147
50 221
167 269
60 290
201 347
70 345
311 412
80 483
469 975
90 775
689
100 1002
988
Pada tabel V.5 , V.6 dan V 7 akan di uraikan hasil perhitungan tegangan dan regangan untuk ketiga sampel pengujian elastisitas lentur dan kuat lentur kayu.
Tabel V.5 Tabulasi perhitungan tegangan dan regangan sampel 1
P Kg f x0.01 mm
σ Kgmm2 E
M Kg mm ε
0,000 0,000
0,00000 10
12 0,563
3515,625 750
0,00016 20
49 1,125
1721,939 1500
0,00065 30
107 1,688
1182,827 2250
0,00143 40
158 2,250
1068,038 3000
0,00211 50
221 2,813
954,468 3750
0,00295 60
290 3,375
872,845 4500
0,00387 70
345 3,938
855,978 5250
0,00460 80
483 4,500
698,758 6000
0,00644 90
775 5,063
489,919 6750
0,01033 100
1002 5,625
421,033 7500
0,01336 P Kg
f x0.01 mm σ Kgmm
2
E M Kg mm
ε
Universitas Sumatera Utara
87
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
Grafik Tegangan regangan hasil pengujian elastisitas sampel kayu 1
Grafik Regresi Linear Tegangan – Regangan sampel kayu 1
Tabel V.6 Tabulasi perhitungan tegangan dan regangan sampel 2
P Kg f x0.01 mm
σ Kgmm
2
E M Kg mm
ε 0,000
0,000 0,00000
y = 979,4x + 0,273 R² = 0,954
0,000 0,500
1,000 1,500
2,000 2,500
0,000 0,001
0,001 0,002
0,002 0,003
T e
g an
g an
σ
Regangan ε
y = 1299,329x R² = 0,855
0,000 0,200
0,400 0,600
0,800 1,000
1,200 1,400
1,600 1,800
2,000
0,000 0,001
0,001 0,002
T e
g an
g an
σ
Regangan ε
Series1 regresi linear sampel 1
Universitas Sumatera Utara
88
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
10 7
0,563 6026,786
750 0,00009
20
13
1,125 6490,385
1500 0,00017
30
45
1,688 2812,500
2250 0,00060
40
96
2,250 1757,813
3000 0,00128
50
167
2,813 1263,099
3750 0,00223
60
201
3,375 1259,328
4500 0,00268
70
311
3,938 949,558
5250 0,00415
80
469
4,500 719,616
6000 0,00625
90
689
5,063 551,070
6750 0,00919
100
988
5,625 426,999
7500 0,01317
Grafik Tegangan regangan hasil pengujian elastisitas sampel kayu 2
y = 1546,x + 0,461 R² = 0,843
0,000 0,500
1,000 1,500
2,000 2,500
3,000
0,000 0,000
0,000 0,001
0,001 0,001
0,001 0,001
T e
g an
g an
σ
Regangan ε
Universitas Sumatera Utara
89
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
Grafik Regresi Linear Tegangan – Regangan sampel kayu 2
Tabel V.7 Tabulasi perhitungan tegangan dan regangan sampel 3
P Kg f x0.01 mm
σ Kgmm
2
E M Kg mm
ε 0,000
0,000 0,00000
10
30
0,563 1406,250
750 0,00040
20
86
1,125 981,105
1500 0,00115
30
95
1,688 1332,237
2250 0,00127
40
147
2,250 1147,959
3000 0,00196
50
269
2,813 784,154
3750 0,00359
60
347
3,375 729,467
4500 0,00463
70
412
3,938 716,778
5250 0,00549
80
975
4,500 346,154
6000 0,01300
y = 6386,181x R² = 0,998
0,000 0,500
1,000 1,500
2,000 2,500
3,000 3,500
4,000 4,500
5,000
-0,001 0,000
0,001 0,002
0,003 0,004
T e
g an
g an
σ
Regangan ε
Series1 regresi linear sampel 3
Universitas Sumatera Utara
90
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
Grafik Tegangan regangan hasil pengujian elastisitas sampel kayu 3
Grafik Regresi Linear Tegangan – Regangan sampel kayu 3
y = 1139x + 0,037 R² = 0,969
0,000 0,500
1,000 1,500
2,000 2,500
0,000 0,001
0,001 0,002
0,002 0,003
T e
g an
g an
σ
Regangan ε
y = 1027,227x R² = 0,959
0,000 0,200
0,400 0,600
0,800 1,000
1,200 1,400
0,000 0,001
0,001 0,002
T e
g an
g an
σ
Regangan ε
Series1
Universitas Sumatera Utara
91
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
Tabel V.7 Data Pengujian kuat Lentur Izin Kayu PKKI 1961
P Kg
σ
lt
Sampel 1
σ
lt
Sampel 2
σ
lt
Sampel 3
10 56.25
56.25 56.25
20 112.50
112.50 112.50
30 168.80
168.80 168.80
40 225.00
225.00 225.00
562.55 562.55
562.55
Ratarata Sampel = 140,6375 kgcm
2
; SD = 28.125 σ
lt
karakteristik = 140.6375
σ
lt
izin = factor
safety 6375
, 140
= ; dimana safety factor = 2.25
σ
lt
izin = 25
. 2
6375 ,
140 =
= 62.51 kgcm
2
Sampel Persamaan Y
X Y
Ew Regangan
Tegangan
1 Y = 1299,329 X
0,01033 5,063
489,92 2
Y = 1546,4 X 0,00919
5,063 551,07
3 Y =1139 X
0,00549 3,938
716,78 Total
14,063 1757,77
Perhitungan Elastisitas
Ratarata sampel =
x
3 77
, 1757
=
= 585,923 kgmm²
Universitas Sumatera Utara
92
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
Standard deviasi 1
2
− −
Σ =
n x
x
i
= 117,3763 kgmm²
Elastisitas Karakteristik = 585,923 kgmm² 2.33 x 117,3763 kgmm²
=
312,4357
kgmm²
= 31243,57 kgcm²
Sehingga modulus elastisitas dari kayu yang digunakan adalah 31243,57 kgcm²
Perhitungan kuat lentur
Kuat lentur kayu dihitung berdasarkan perhitungan tegangan sumbu y pada tabel perhitungan elastisitas kayu.
Ratarata sampel =
x
3 938
, 3
=
= 1.3125 kgmm²
Standard deviasi 1
2
− −
Σ =
n x
x
i
= 0.32476 kgmm²
Kuat lentur ratarata = 1.3125 kgmm² 2.33 x 0.32476 kgmm²
= 3,1741 kgmm²
Universitas Sumatera Utara
93
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
= 317,41kgcm²
Sehingga kuat lentur ratarata dari kayu yang digunakan adalah 317,41 kgcm².
A.1.5 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 V.8 Rangkuman penelitian mechanical properties PKKI 2002 Jenis Penelitian
Hasil Penelitian
Kadar Air 14,513
Berat Jenis 0,343 grcm³
Kuat Tekan Sejajar Serat 118,852 kgcm²
Elastisitas Lentur Kayu 31243,57 kgcm²
Tegangan Lentur Kayu 317,41 kgcm²
Menurut ketentuan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu PKKI 2002, kuat acuan berdasarkan pemilahan secara mekanis diambil berdasarkan modulus elastisitas lentur. Dari tabel
di atas dapat dilihat bahwa menurut ketentuan kuat acuan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu PKKI 2002 seperti yang tercantum pada Tabel II.1, maka kayu yang digunakan dengan
modulus elastisitas 31243,57 kgcm² termasuk kayu dengan kode mutu E10.
Tabel V.9 Rangkuman penelitian mechanical properties PKKI 1961 No.
Jenis Penelitian Hasil Penelitian
1 Kadar Air
14,513 2
Berat Jenis 0.343 grcm³
3 Kuat Tekan Sejajar Serat
52,823 kgcm²
Universitas Sumatera Utara
94
Nanda Wardhana : Analisa Lendutan Balok Kayu Non Prismatis Perletakan Sendi – Rol dengan Metode Plastis Eksperimen. Teknik Sipil USU, 2011
4 Elastisitas Lentur Kayu
31243,57 kgcm² 5
Kuat Lentur Izin Kayu 141,067 kgcm²
V.3 Perhitungan Lendutan Secara Teoritis V.3.1 Perhitungan Lendutan Balok Sampel 1 Prismatis
