Pengujian Kuat Geser Sejajar Serat

82 f = penurunan yang terjadi cm P = beban yang diberikan kN L = panjang sampel cm I = momen inersia sampel cm 4

3.1.2.6. Pengujian Kuat Geser Sejajar Serat

Pengujian kuat geser sejajar serat digunakan untuk mengetahui kuat kayu terhadap gaya yang berusaha menggeser satu bagian dari kayu sepanjang suatu bidang yang sumbunya sejajar serat. Sampel yang digunakan dalam pengujian berukuran 5 cm x 5 cm x 6,5 cm sebanyak 3 tiga sampel. Gambar 3.6. Kuat Geser Sejajar Serat Sampel tersebut di uji dengan menggunakan alat uji geser dimana pada salah satu bagian dari sampel akan diberi beban sejajar arah serat sehingga nilai geser pada sampel akan terlihat pada dial. Pembacaan dial diberhentikan sampai benda uji terputus atau saat terjadi keruntuhan sampel. Nilai pembacaan terakhir dicatat lalu diolah dengan menggunakan rumus sebagai berikut: .................................................................................................... 3.7 Universitas Sumatera Utara 83 Dimana: f s = kuat geser kgcm 2 P = beban maksimum kg b = lebar sampel cm h = tinggi sampel cm

3.2. Rangka Dudukan Benda Uji

Rangka dudukan benda uji frame adalah tempat penahan maupun sebagai dudukan benda uji. Frame yang digunakan untuk pengujian tekuk kolom dengan bentang panjang pada umumnya arahnya vertikal, namun dalam percobaan ini frame yang digunakan dimodifikasi dengan arah horizontal dan perletakan ujung kolom sendi-sendi. Frame dengan arah horizontal dimodifikasi dengan menggunakan profil baja H 250 x 250 x 9 x 14 dan penahannya dengan tebal pelat 20 mm. Universitas Sumatera Utara 84

3.3. Alat Pembebanan Gaya Tekan

Pembebanan gaya tekan yang diberikan kepada benda uji, dihasilkan oleh sebuah hydraulic hand pump dongkrak hidrolik dilengkapi dengan proving ring. Fungsi dari proving ring sebagai penunjuk besar gaya yang dihasilkan oleh hydraulic hand pump yang mempunyai kapasitas pembebanan sampai 25 ton. 3.4.Alat Pengukur Alat pengukur yang digunakan untuk mengetahui besar gaya yang terjadi pada kolom ganda, antara lain: a. Proving Ring Alat ukur ini berfungsi untuk menunjukkan gaya pembebanan yang dihasilkan oleh dongkrak hidrolik dengan kapasitas maksimum pembebanan 25 ton. b. Penggaris Mistar Alat ukur ini berfungsi untuk menunjukkan besarnya deformasi yang terjadi pada kolom ganda. Universitas Sumatera Utara 85

3.5. Proses Pengujian Benda Uji

Pengujian benda uji menggunakan perencanaan kolom persegi yang digandakan dengan penambahan klos. Alasan pemilihan kolom persegi karena kolom tersebut dapat ditentukan sumbu lemahnya sehingga dapat diperkirakan arah tekuknya. Gambar 3.7. Penampang Kolom Persegi Berspasidengan Arah Tekuk yang Dikehendaki pada Sumbu Bebas Bahan Gambar 3.8. Penampang Kolom Persegi Berspasidengan Arah Tekuk yang Dikehendaki pada Sumbu Bahan Universitas Sumatera Utara 86 Dimensi benda uji berpedoman pada peraturan-peraturan kayu sepertiPKKI NI – 52002 yang mengacu pada teori Euler dan berdasarkan batas kemampuan benda uji, dimana dalam pengujian ini dimensi benda untuk satu kayu berukuran lebar b 2,5 cm dan panjang h 5 cm. Benda uji memiliki 3 tiga variasi klos, seperti pada gambar di bawah ini. Gambar 3.9. Benda Uji dengan 3 Tiga Variasi Klos Universitas Sumatera Utara 87 Terdapat dua hal utama yang perlu diperhatikan dalam pelaksanaan pengujian tekuk kolom, antara lain: 1. Kolom harus lurus, agar beban yang bekerja berada tepat pada garis tengah batang yang lurus. 2. Beban harus tepat berada titik berat penampang kolom. Kedua hal diatas perlu diperhatikan agar tidak menimbulkan momen akibat adanya eksentrisitas. Adapun langkah-langkah pengerjaan dalam pengujian benda uji yang ditempuh, antara lain: 1. Langkah pertama, penempatan benda uji pada dudukan diatur sesuai dengan panjang kolom sehingga posisi benda uji simetris dan tegak lurus. 2. Untuk kolom ganda I diletakkan dengan posisi dimana bagian panjang kayu h berada pada bagian horizontal sehingga arah tekuk yang dikehendaki akanmengarah pada bagian sumbu bahannya; guli-guli besi diletakkan pada bagian atas dudukan benda uji untuk menjaga tidak terjadi deformasi pada bagian sumbu bebas bahan. 3. Untuk kolom ganda I dan II diletakkan dengan posisi bagian lebar kayu b yang berada pada bagian horizontal sehingga arah tekuk yang dikehendaki akan mengarah pada bagian sumbu bebas bahan; guli-guli besi diletakkan pada bagian atas dudukan benda uji untuk menjaga agar tidak terjadi deformasi pada bagian sumbu bahan sumbu x. 4. Jack diletakan pada salah satu ujung benda uji sehingga beban tepat pada titik berat kolom. Universitas Sumatera Utara 88 5. Penambahan pelat diberikan pada salah satu perletakkan untuk mengurangi jarak antara jack dengan salah satu tumpuan dan menjaga agar tidak terjadinya lendutan pada salah satu perletakkan sendi yang statis maupun terjadinya torsi. Perletakan kolom adalah sendi-sendi. 6. Mistar ditempatkan pada tengah bentang untuk mengetahui besar deformasi yang terjadi pada kolom. 7. Setelah pemasangan selesai, pengujian dilakukan dengan memberikan pembebanan 250 kg secara bertahap. Selama pemberian beban, dilakukan pengamatan tanda-tanda yang terjadi pada kolom, pembacaan alat pengukur, dan pencatatan data. 8. Dalam pengamatan dan pencatatan data yang sangat diperhatikan adalah dalam mencari beban elastis, kritis, dan ultimatepatah. 9. Pemberian beban dihentikan apabila kolom sudah mendapatkan beban ultimatepatah. Gambar 3.10. Tampak Atas Benda Uji Universitas Sumatera Utara 89

BAB IV ANALISA DAN HASIL PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian 4.1.1 Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties Kayu

4.1.1.1. Hasil Pengujian Kadar Air

Pemeriksaan kadar air kayu memakai 6 buah sampel yang diambil secara acak.Penelitian ini dilakukan hingga sampel mencapai kondisi kering udara kadar air 15 , yaitu pada saat berat sampel menunjukkan angka yang tetap dan tidak berubah lagi. Hasil penelitian kadar air tersebut dapat dilihat pada Tabel Hasil pemeriksaan adalah sebagai berikut. Tabel 4.1. Hasil Pengujian Kadar Air Keterangan: W g = Berat sampel mula-mula W d = Berat sampel kering Kadar air kayu m = Sampel Berat W g gr Berat W d gr Kadar Air 1 76 61 24.59016393 2 79 63 25.3968254 3 78 62 25.80645161 4 80 65 23.07692308 5 76 61 24.59016393 6 77 62 24.19354839 Total 147.6540763 Universitas Sumatera Utara 90 Sebagai contoh diambil sampel 1: Kadar air kayu m = = 24.59016393 Rata-rata sampel: ̅ Standar deviasi: √ ∑ ̅ Kadar air rata-rata: Sehingga kadar air rata-rata dari 6 sampel kayu yang digunakan adalah 22.38020518

4.1.1.2. Hasil Pengujian Berat Jenis

Pemeriksaan berat jenis dilakukan terhadap 6 enam buah sampel berukuran 2,5 cm x 5 cm x 7,5 cm. Pengujian ini juga dilakukan pada saat kondisi kayu kering udara dan didapat hasil sebagai berikut. Universitas Sumatera Utara 91 Tabel 4. 2. Hasil Pengujian Berat Jenis Sampel Berat kg Volume m 3 Berat jenis grcm 3 1 48 x 10 -3 93.75 x 10 -6 0,42593245 2 51 x 10 -3 93.75 x 10 -6 0.544 3 43 x 10 -3 93.75 x 10 -6 0.388666667 4 44 x 10 -3 93.75 x 10 -6 0.394699333 5 46 x 10 -3 93.75 x 10 -6 0.40899667 6 45 x 10 -3 93.75 x 10 -6 0.40754999 Total 2.55486116 Kerapatan kayu = Berat jenis G m = Sebagai contoh diambil sampel 1: Volume kayu sampel 1 = p x l x t = 2,5 cm x 5 cm x 7,5 cm = 93,75 cm 3 Kerapatan kayu ρ = = = 512 kgm 3 Berat jenis pada m G m = = = 0,410947909 Berat jenis dasar G b = ; dimana a = = = 0,180 maka, G b = = 0,4030974 Universitas Sumatera Utara 92 Berat jenis pada kadar air 15 G 15 = = = 0,42593245 Rata-rata sampel: ̅ ⁄ Standar deviasi: √ ∑ ̅ ⁄ Berat jenis rata-rata: Sehingga berat jenis rata-rata dari 6 sampel kayu yang digunakan adalah 0.4197

4.1.1.3. Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat

Hasil pemeriksaan kuat tekan sejajar arah serat kayu dengan 6 enam buah sampel berukuran 2 cm x 2 cm x 6 cm adalah sebagai berikut. Universitas Sumatera Utara 93 Tabel 4. 3. Hasil Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Sampel Beban kg Luas cm 2 Kuat Tekan kgcm 2 1 800 4 200 2 900 4 225 3 1000 4 150 4 1200 4 200 5 1000 4 125 6 1200 4 175 Total 1075 Kuat tekan, Sebagai contoh diambil sampel 1: Luas penampang kayu A = 2 cm x 2 cm = 4 cm 2 = ⁄ Rata-rata sampel: ̅ ⁄ Standar deviasi √ ∑ ̅ ⁄ Tegangan karakteristik: ⁄ Sehingga tegangan tekan sejajar serat rata-rata dari 6 sampel kayu yang digunakan adalah 160,84553914 kgcm 2 . Universitas Sumatera Utara 94

4.1.1.4. Hasil Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat

Hasil pemeriksaan kuat tarik sejajar arah serat kayu dengan3 tiga buah sampel dengan ukuran 18 cm x 0,82 cm x 0,715 cm ialah sebagai berikut. Tabel 4.4. Hasil Pengujian Kuat Tarik Sejajar Serat Rata-rata sampel: ̅ ⁄ Standar deviasi: √ ∑ ̅ ⁄ Tegangan tarik karakteristik: ⁄ Sehingga tegangan tarik sejajar serat rata-rata dari 3 sampel kayu yang digunakan adalah 25,23 Nmm 2 . Regangan rata-rata sampel: ̅ Standar deviasi: Sampel Tebal mm Lebar mm Panjang Awal Lo mm Panjang Akhir L u mm ∆ L mm F u N tarik Nmm 2 Regangan 1. 10,9 20,75 250 257 7,0 7000 30,95 2,8 2. 11,25 22,84 250 258,5 8,5 7100 27,63 3,4 3. 10,93 21,89 250 255,5 5,5 6900 28,84 2,2 Total 87,42 8,4 Universitas Sumatera Utara 95 √ ∑ ̅ Regangan karakteristik: Sehingga regangan rata-rata dari 3 sampel kayu yang digunakan adalah 2,786

4.1.1.5. Pengujian Elastisitas

Penelitian elastisitas kayu dilakukan terhadap 3tiga 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 sebagai berikut. Tabel 4.5. Hasil Pengujian Elastisitas Beban Sampel I Sampel II Sampel III Penurunan x0,01mm 10 38 28 34 20 81 59 86 30 115 97 127 40 153 139 175 50 186 178 214 60 227 219 224 70 260 265 258 80 317 313 313 90 359 411 372 100 424 546 441 110 544 674 571 120 868 871 740 130 1187 1262 1343 Universitas Sumatera Utara 96 Dari tabel dan gambar tegangan-regangan untuk setiap sampel Tabel 4.5- 4.7 dan Gambar 4.1- 4.6 dapat dilihat bahwa sampel beban tertentu mengalami garis lurus yang merupakan daerah elastis. Elastisitas masing-masing sampel diambil dari bagian elastisitas dimana untuk sampel 1 pembebanan 70 kg, sampel pembebanan 70 kg dan sampel 3 diambil pembebanan 50 kg yang kemudian diambil rata-ratanya. Tabel 4.6 Tabulasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Sampel 1 P kg f x0,01mm σ kgmm 2 E kgmm 2 M kg.mm ɛ 10 38 0.5625 1240.808824 750 0.000506667 20 81 1.125 981.1046512 1500 0.00108 30 115 1.6875 996.5551181 2250 0.001533333 40 153 2.25 964.2857143 3000 0.00204 50 186 2.8125 985.6892523 3750 0.00248 60 227 3.375 1130.022321 4500 0.003026667 70 260 3.9375 1144.622093 5250 0.003466667 80 317 4.5 1078.27476 6000 0.004226667 90 359 5.0625 1020.665323 6750 0.004786667 100 424 5.625 956.6326531 7500 0.005653333 110 544 6.1875 812.7189142 8250 0.007253333 120 868 6.75 684.1216216 9000 0.011573333 130 1187 7.3125 408.3674609 9750 0.015826667 Sebagai contoh perhitungan untuk P = 50 kg terjadi penurunan f = 0,186 mm L = 300 mm, B = 20 mm, H = 20 mm I = x BH 3 = x 20 x 20 3 = 13.333,333 mm 4 Universitas Sumatera Utara 97 1 2 3 4 5 6 7 8 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 Tegan g an Regangan Sampel 1 W b = x BH 2 = x 20 x 20 2 = 1.333,333 mm 3 M b = x PL = x 50 x 300 = 3750 kg mm lt = = = 2,8125 kgmm 2 E lentur = = = 985.6892523kgmm 2 = = = 0.00248 Gambar 4.1. Grafik Tegangan-Regangan Hasil Pengujian Sampel Kayu 1 Universitas Sumatera Utara 98 Gambar 4.2. Grafik Regresi Linear Tegangan-Regangan Sampel Kayu 1 Tabel 4.7. Tabulasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Sampel 2 P kg f x0,01mm σ kgmm 2 E kgmm 2 M kg.mm ɛ 10 28 0.5625 1506.696429 750 0.000373333 20 59 1.125 1430.084746 1500 0.000786667 30 97 1.6875 1304.768041 2250 0.001293333 40 139 2.25 1214.028777 3000 0.001853333 50 178 2.8125 1185.042135 3750 0.002373333 60 219 3.375 1155.821918 4500 0.00292 70 265 3.9375 1114.386792 5250 0.003533333 80 313 4.5 1078.27476 6000 0.004173333 90 411 5.0625 923.8138686 6750 0.00548 100 546 5.625 772.6648352 7500 0.00728 110 674 6.1875 688.5200297 8250 0.008986667 120 871 6.75 581.228473 9000 0.011613333 130 1262 7.3125 434.5780507 9750 0.016826667 y = 1135.7x - 0.0376 R² = 0.9992 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0.001 0.002 0.003 0.004 Tegan g an Regangan Sampel 1 Linear Sampel 1 Universitas Sumatera Utara 99 Gambar 4.3. Grafik Tegangan-Regangan Hasil Pengujian Elastisitas Sampel Kayu 2 Gambar 4.4. Grafik Regresi Linear Tegangan-Regangan Sampel Kayu 2 1 2 3 4 5 6 7 8 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 Tegan g an Regangan Sampel 2 y = 1133.9x + 0.1325 R² = 0.9954 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0.001 0.002 0.003 0.004 Tegan g an Regangan Sampel 2 Linear Sampel 2 Universitas Sumatera Utara 100 Tabel 4.8. Tabulasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Sampel 3 P kg f x0,01mm σ kgmm 2 E kgmm 2 M kg.mm ɛ 10 34 0.5625 1240.808824 750 0.000453333 20 86 1.125 981.1046512 1500 0.001146667 30 127 1.6875 996.5551181 2250 0.001693333 40 175 2.25 964.2857143 3000 0.002333333 50 214 2.8125 985.6892523 3750 0.002853333 60 224 3.375 1130.022321 4500 0.002986667 70 258 3.9375 1144.622093 5250 0.00344 80 313 4.5 1078.27476 6000 0.004173333 90 372 5.0625 1020.665323 6750 0.00496 100 441 5.625 956.6326531 7500 0.00588 110 571 6.1875 812.7189142 8250 0.007613333 120 740 6.75 684.1216216 9000 0.009866667 130 1343 7.3125 408.3674609 9750 0.017906667 Universitas Sumatera Utara 101 y = 960.57x + 0.0486 R² = 0.9979 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 Tegan g an Regangan Sampel 3 Linear Sampel 3 Gambar 4.5. Grafik Tegangan Regangan Hasil Pengujian Elastisitas Sampel Kayu 3 Gambar 4.6. Grafik Regresi Linear Tegangan –Regangan Sampel Kayu 3 1 2 3 4 5 6 7 8 0.005 0.01 0.015 0.02 Tegan g an Regangan Sampel 3 Universitas Sumatera Utara 102 Tabel 4.9. Hasil Regresi Ketiga Sampel Perhitungan Elastisitas Rata-rata sampel: ̅ ⁄ Standar deviasi: √ ∑ ̅ ⁄ Elastis karakteristik : ⁄ ⁄ Sehingga modulus elastisitas dari kayu yang digunakan adalah 85575,7kg cm 2 . Sampel Persamaan Y X Y Ew Regangan Tegangan 1 y = 1135.x-0.037 0.00344 3.8674 1124.244186 2 y = 1133.x+0.132 0.003533333 4.135266667 1170.358491 3 y = 960.5x+0.048 0.002853333 2.788626667 977.3224299 Total 10.79129333 3271.925107 Universitas Sumatera Utara 103

4.1.1.6. Pengujian Kuat Lentur Kayu

Kuat lentur kayu dihitung berdasarkan perhitungan tegangan sumbu y pada tabel perhitungan elastisitas kayu. Rata-rata sampel: ̅ ⁄ Standar deviasi: √ ∑ ̅ ⁄ Kuat lentur rata-rata: ⁄ Sehingga kuat lentur rata-rata dari kayu yang digunakan adalah 19,36 MPa.

4.1.1.7. Pengujian Kuat Geser Sejajar Serat

Pemeriksaan kuat geser sejajar serat kayu dilakukan terhadap 3 sampel dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 6,5 cm. Hasil pemeriksaan kuat geser sejajar serat kayu ini dapat dilihat pada tabel 4.9 sebagai berikut. Universitas Sumatera Utara 104 Tabel 4.10. Hasil Pemeriksaan Kuat Geser Sejajar Serat 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 Rata-rata sampel: ̅ ⁄ Standar deviasi: √ ∑ ̅ ⁄ Kuat geser rata-rata: ⁄ Sehingga kuat geser rata-rata dari kayu yang digunakan adalah 11,188kgcm 2

4.1.2. Kesimpulan Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties