STUDI EKSPERIMENTAL EFEKTIFITAS SAMBUNGAN JARI (FINGER JOINT) DENGAN VARIASI JENIS PEREKAT TERHADAP KUAT LENTUR BALOK KAYU LAMINASI Experimental study of finger joint effectiveness with variation of glue type toward glue laminated timber beam force - Repo

  TU G AS AK H IR

  

STU D I EK SPER IM EN TAL EF EK TIF ITAS SAM BU N G AN JAR I

F IN G ER JOIN T) D EN G AN VAR IASI JEN IS PER EK AT

(

TER H AD AP K U AT LEN TU R BALOK K AYU LAM IN ASI

  Experimental study of finger joint effectiveness with variation of glue type toward glue laminated timber beam force Tugas Akhir

  U ntuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S – 1 Jurusan Teknik Sipil Oleh:

  ELIN IR H AM N AH (F 1A 012 036)

  JU R U SAN TEK N IK SIPIL F AK U LTAS TEK N IK U N IVER SITAS M ATAR AM 2017

  i ii

iii

iv

  

SU R AT PER N YATAAN K EASLIAN

D engan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan

sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis

atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan

disebutkan dalam daftar pustaka.

  D emikian surat pernyataan ini saya buat tanpa tekanan dari pihak manapun dan

dengan kesadaran penuh terhadap tanggung jawab dan konsekuensi serta menyatakan

bersedia menerima sangsi terhadap pelanggaran dari pernyataan tersebut.

  Mataram, D esember 2016 ELIN IR H AMN AH F 1A 012 124 v

  

K ATA PEN G AN TAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang M aha Esa atas segala berkat,

bimbingan, dan karunia-N ya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang

berjudul “Studi Eksperimental Efektivitas Sambungan Jari (Finger Joint) Dengan Variasi

  ”. Jenis Perekat Terhadap Kuat Lentur Balok K ayu Laminasi Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat akademis untuk memenuhi jenjang pendidikan Srata Satu (S1) di F akultas Teknik U niversitas M ataram.

  D engan segala keterbatasan kemampuan dan pengetahuan, penulis menyadari

tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang

bersifat membangun sangat dibutuhkan untuk kesempurnaan tugas akhir ini.

  M ataram, D esember 2016 Penulis vi

  

U CAPAN TER IM A K ASIH

Tugas Akhir ini dapat diselesaikan berkat rahmat dan karunia Tuhan Yang M aha

Esa serta bantuan dan dorongan baik moril maupun materil dari berbagai pihak. Oleh

karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang setulus-

tulusnya terutama kepada: 1.

  Bapak Prof. Ir. H. Sunarpi, Ph.D., selaku Rektor Universitas Mataram.

  2. Bapak Yusron Saadi, ST., M.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas M ataram.

  3. Bapak Jauhar Fajrin, ST., MSc(Eng)., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil F akultas Teknik U niversitas M ataram.

  4. Ibu Tri Sulistyowati, ST., MT., selaku Sekretaris Jurusan Reguler Pagi Teknik Sipil F akultas Teknik U niversitas M ataram.

  5. Bapak Ir. Suryawan Murtiadi., M.Eng.,Ph.D, selaku Dosen Wali.

  6. Bapak Buan Anshari, ST., MSc(Eng)., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing Utama.

  7. Bapak I Wayan Sugiartha, ST., MT., selaku Dosen Pembimbing Pendamping.

  8. Bapak Pathurahman, ST., MT., selaku Dosen Penguji I.

  9. Ibu Fathmah Mahmud, ST., MT., selaku Dosen Penguji II.

  10. Bapak Imam Hadiwijaya, ST., selaku Teknisi Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Teknik Sipil F akultas Teknik U niversitas M ataram.

  11. Bang Ical, juru kunci pembuatan benda uji 12.

  Kedua orang tuaku tercinta Bapak M. Hasan Thalib dan Ibu Siti Rachmawati yang selalu memberi kan do’a dan dukungan secara moril dan materil yang tiada hentinya.

  13. Saudara-saudaraku tersayang, Kakak, Sabila, Safira dan Afiif yang selalu mendoakan dan memberikan semangat serta motivasi yang tiada henti-hentinya.

  14. Ria Rizky Rahmalia, partner in research yang selalu mendukung, menghibur, dan setia bersama melewati semua proses dari awal hingga akhir

  15. UKK As-Siraaj F T Unram 16.

  Civil Engineering 2012, teman-temang seperjuangan yang selalu mendukung baik secara moril dan materil. Terima kasih dan SEM AN G AT!!!

  17. Oyieq, Dwi, Bundu Eni dan Ani. Sahabat teknik yang luar biasa dan tahan banting.

  Terima kasih tetap bertahan dan selalu ada dalam suka dan duka dalam kehidupan kuliah. Semangat pejuang Skripsi!!. Sukses Selalu untuk kita semua. vii

  

D AF TAR ISI

H ALAM AN JU D U L .......................................................................... i H ALAM AN PEN G ESAH AN ............................................................. ii H ALAM AN PER N YATAAN K EASLIAN ......................................... iii K ATA PEN G AN TAR ........................................................................ iv U CAPAN TER IM A K ASIH ............................................................... v D AF TAR ISI ...................................................................................... vii D AF TAR TABEL .............................................................................. xi D AF TAR G AM BAR .......................................................................... xii D AF TAR LAMPIR AN ....................................................................... xiv D AF TAR N OTASI ............................................................................. xv ABSTR AK .......................................................................................... xvi BAB I PEN D AH U LU AN 1.1. Latar Belakang ................................................................

  1 1.2. R umusan M asalah ..........................................................

  1 1.3. Tujuan Penelitian ............................................................

  2 1.4. M anfaat Penelitian ...........................................................

  2 1.5. Batasan M asalah ..............................................................

  2 BAB II D ASAR TEOR I 2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................

  3 2.2 Landasan Teori ...............................................................

  5

  2.2.1

  5 Kayu sebagai bahan konstruksi bangunan ..........

  2.2.2

  6 Sifat fisik kayu......................................................

  2.2.3

  9 Sifat mekanik kayu ...............................................

  2.2.4

  10 Kriteria perancangan balok glulam ......................

  2.2.5

  13 Perekatan ............................................................. viii

  ix

  31

  26 3.5.2 Pengujian kuat tarik ..............................................

  27 3.5.3. Pengujian kuat tekan ...........................................

  27 3.5.4 Pengujian kuat geser .............................................

  28 3.5.5 Pengujian kuat lekat .............................................

  28 3.5.6 Pengujian kuat lentur ............................................

  29 3.7 Bagan Alir ........................................................................

  30 BAB IV H ASIL PEN ELITIAN D AN PEM BAH ASAN 4.1 Sifat F isik ........................................................................

  4.1.1 Kadar air kayu .....................................................

  25 3.6 Pelaksanaan Pengujian .....................................................

  31

  4.1.2 Berat jenis ............................................................

  31 4.2 Sifat M ekanik ..................................................................

  32

  4.2.1 Kuat tekan sejajar serat (Fc) ................................

  32

  4.2.2 Kuat geser sejajar serat (Fs) .................................

  26 3.5.1 Pengujian kadar air ..............................................

  24 3.5 Set Up Pengujian K uat Lentur Balok Laminasi ...............

  2.2.6 Keruntuhan pada balok dan pola-pola keretakan.

  18 3.2.2.1 Alat kempa laminasi .................................

  14 BAB III M ETOD E PEN ELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian .............................................................

  17 3.2 Persiapan Penelitian ........................................................

  17 3.2.1 Bahan penelitian ..................................................

  17 3.2.2 Peralatan penelitian ..............................................

  17 3.2.2.1 Alat uji pendahuluan ..................................

  17 3.2.2.1 Alat untuk membuat benda uji ..................

  17 3.2.2.1 Alat uji sifat mekanik kayu .........................

  18 3.3 M odel Benda U ji ..............................................................

  22 3.4 Alat K empa Laminasi ......................................................

  19 3.3.1 Benda uji kadar air dan berat jenis .......................

  19 3.3.2 Benda uji kuat tarik ..............................................

  19 3.3.3 Benda uji kuat tekan ............................................

  20 3.3.4 Benda uji kuat geser ..............................................

  21 3.3.5 Benda uji kuat lekat .............................................

  21 3.3.6 Benda uji modulus elastisitas lentur ......................

  22 3.3.7 Benda uji kuat lentur ............................................

  32

  4.2.3

  32 Kuat lekat sejajar serat (Fv) .................................

  4.2.4

  33 Pengujian kuat lentur (F b) ...................................

  4.2.5 Kuat tarik sejajar serat (Ft) dan kuat tarik sambungan jari ............................................................................

  33 4.3 Pengujian Balok K ayu Laminasi ......................................

  34

  4.3.1

  35 Balok rajumas perekat biomatek ........................

  4.3.1.1

  35 Sambungan jari 1:8 (B8) ......................

  4.3.1.2

  36 Sambungan jari 1:12 (B12) ...................

  4.3.1.3

  36 Sambungan jari 1:16 (B16) ...................

  4.3.2 Balok rajumas perekat Epoxy (Melamine Formaldehyde) ...........................................................................

  38

  4.3.2.1

  38 Sambungan jari 1:8 (E8) ......................

  4.3.2.2

  39 Sambungan jari 1:12 (E12) ...................

  4.3.2.3

  40 Sambungan jari 1:16 (E16) ...................

  

4.4 Perbandingan antara H asil Eksperimen dengan Perhitungan Teoritis

.........................................................................................

  41 4.5 N ilai K ekakuan Balok K ayu Laminasi ............................

  43

  4.5.1

  43 Kayu laminasi rajumas perekat biomatek ..........

  4.5.2 Kayu laminasi rajumas perekat epoxy (Melamine Formaldehyde) ...........................................................................

  44 4.6 N ilai K uat Lentur Balok K ayu Laminasi .........................

  45

  4.6.1

  45 Balok E8 ............................................................

  4.6.2

  45 Balok E12 ..........................................................

  4.6.3

  45 Balok E16 ..........................................................

  4.6.4

  45 Balok B8 ............................................................

  4.6.5

  46 Balok B12 ..........................................................

  4.6.6

  46 Balok B16 ..........................................................

  4.7 R ekapitulasi N ilai Lendutan, Beban dan K uat Lentur pada Balok Laminasi .........................................................................................

  46 4.8 Pola K eruntuhan yang Terjadi pada Balok Laminasi .......

  47

  4.8.1

  47 Balok B8 ............................................................

  4.8.2

  48 Balok B12 ..........................................................

  4.8.3

  49 Balok B16 ..........................................................

  4.8.4

  50 Balok E8 ............................................................

  4.8.5

  51 Balok E12 ..........................................................

  4.8.6

  52 Balok E16 ..........................................................

  BAB V K ESIM PU LAN D AN SAR AN x

  xi

  5.1 K esimpulan ......................................................................

  54

  5.2 Saran ................................................................................

  54 D AF TAR PU STAK A

  xii

D AF TAR TABEL

  34 Tabel 4.6 H asil pengujian lentur balok kayu laminasi .......................

  45 Tabel 4.11 R ekapitulasi nilai lendutan, beban dan kuat lentur ............

  44 Tabel 4.10 K uat lentur rata-rata .........................................................

  44 Tabel 4.9 N ilai kekakuan balok kayu laminasi perekat Epoxy ..........

  

4.8 N ilai kekakuan balok kayu laminasi rajumas perekat biomatek

..........................................................................................

  42 Tabel

  4.7 Perbandingan antara P dan δ teoritis dengan eksperimen ..

  35 Tabel

  33 Tabel 4.5 H asil pengujian kuat tarik sejajar serat kayu R ajumas .......

Tabel 2.1 nilai kuat acuan (Mpa) berdasarkan atas pemilahan secara mekanis pada kadar air 15% ..............................................................................

  33 Tabel 4.4 H asil pengujian kuat tarik sejajar serat kayu R ajumas .......

  4.3 H asil pengujian kuat lekat kayu rajumas perekat Biomatek dan Epoxy

..........................................................................................

  32 Tabel

  31 Tabel 4.2 H asil pengujian sifat mekanik kayu ...................................

  22 Tabel 4.1 H asil pengujian kadar air dan berat jenis ...........................

  20 Tabel 3.2 Benda uji lentur .................................................................

  6 Tabel 3.1 Benda uji tarik ...................................................................

  46

  xiii

D AF TAR G AM BAR

G ambar 2.1 Tipikal Sambungan pada K ayu Laminasi ..........................

  19 G ambar 3.4 Tipikal benda uji kuat tarik ...............................................

  22 G ambar 3.14 D etail sambungan jari (kemiringan 1:8) .............................

  22 G ambar 3.13 Benda uji kemiringan jari 1:16 ...........................................

  22 G ambar 3.12 Benda uji kemiringan jari 1:12 ...........................................

  22 G ambar 3.11 Benda uji kemiringan jari 1:8 .............................................

  22 G ambar 3.10 Benda uji kuat lentur dengan finger joint ...........................

  21 G ambar 3.9 Tipikal pengujian modulus elastisitas lentur ......................

  21 G ambar 3.8 Tipikal benda uji kuat lekat ...............................................

  21 G ambar 3.7 Tipikal benda uji kuat geser ...............................................

  20 G ambar 3.6 Tipikal pengujian kuat tekan .............................................

  20 G ambar 3.5 Tipikal benda uji kuat tarik sambungan jari ......................

  19 G ambar 3.3 Tipikal benda uji kadar air dan berat jenis .........................

  4 G ambar 2.2 Penampang melintang balok kayu laminasi .......................

  18 G ambar 3.2 Potongan melintang pemasangan benda uji .......................

  16 G ambar 3.1 D ial Torsi ..........................................................................

  16 G ambar 2.10 Putus ..................................................................................

  15 G ambar 2.9 R etak mendatar .................................................................

  15 G ambar 2.8 R etak tekan .......................................................................

  15 G ambar 2.7 R etak berserabut ...............................................................

  15 G ambar 2.6 R etak miring ......................................................................

  13 G ambar 2.5 R etak tarik.........................................................................

  12 G ambar 2.4 Lendutan pada balok .........................................................

  11 G ambar 2.3 U kuran benda uji untuk uji lentur kayu .............................

  23

  xiv G ambar 3.15 D etail sambungan jari (kemiringan 1:12) ...........................

  39 G ambar

  51 G ambar 4.14 Pola kegagalan pada balok E16 .........................................

  50 G ambar 4.13 Pola kegagalan pada balok E12 .........................................

  49 G ambar 4.12 Pola kegagalan pada balok E8 ...........................................

  48 G ambar 4.11 Pola kegagalan pada balok B16 .........................................

  47 G ambar 4.10 Pola kegagalan pada balok B12 .........................................

  43 G ambar 4.9 Pola kegagalan pada balok B8 ...........................................

  43 G ambar 4.8 Perbandingan lendutan eksperimen dengan teoritis ...........

  41 G ambar 4.7 Perbandingan beban eksperimen dengan teoritis ...............

  

4.6 H ubungan beban dan lendutan yang terjadi pada balok E16

  40 G ambar

  

4.5 H ubungan beban dan lendutan yang terjadi pada balok E12

  4.4 H ubungan beban dan lendutan yang terjadi pada balok E8

  23 G ambar 3.16 D etail sambungan jari (kemiringan 1:16) ...........................

  38 G ambar

  

4.3 H ubungan beban dan lendutan yang terjadi pada balok B16

  37 G ambar

  

4.2 H ubungan beban dan lendutan yang terjadi pada balok B12

  36 G ambar

  4.1 H ubungan beban dan lendutan yang terjadi pada balok B8

  30 G ambar

  26 G ambar 3.19 Bagan alir penelitian ..........................................................

  25 G ambar 3.18 Set Up pengujian lentur balok laminasi .............................

  3.17 Set Up pengempaan balok laminasi ...................................

  23 G ambar

  52

  

D AF TAR LAMPIR AN

Lampiran 1 H asil Pengujian K adar Air Lampiran 2 H asil pengujian berat jenis Lampiran 3 H asil pengujian dan perhitungan kuat tekan sejajar serat Lampiran 4 H asil pengujian dan perhitungan kuat geser sejajar serat Lampiran 5 H asil pengujian dan perhitungan kuat lekat sejajar serat Lampiran 6 H asil pengujian dan perhitungan kuat lentur sejajar serat Lampiran 7 H asil pengujian dan perhitungan kuat tarik sejajar serat Lampiran 8 Tabel hasil pengujian kuat lentur perekat epoxy Lampiran 9 Tabel hasil pengujian kuat lentur perekat biomatek Lampiran 10 Grafik pengujian kuat tarik kayu rajumas sejajar serat Lampiran 11 Perhitungan tegangan lentur dari hasil pengujian modulus elastisitas lentur di laboratorium Lampiran 12

  Perhitungan modulus elastisitas lentur kayu rajumas di laboratorium Lampiran 13 Perhitungan teoritis Lampiran 14 Perhitungan eksperimen Lampiran 15 Dokumentasi xv xvi D AF TAR N OTASI a = Jarak beban titik dari tumpuan terdekat (cm) A = Luas penampang (cm ² ) b = Lebar balok kayu (cm)

  B8 = Benda uji balok laminasi perekat Biomatek kemiringan jari 1:8 B12 = Benda uji balok laminasi perekat Biomatek kemiringan jari 1:12 B16 = Benda uji balok laminasi perekat Biomatek kemiringan jari 1:16 Ba = Berat kayu awal (gr) Bko = Berat kayu kering (gr) Bj = Berat jenis C = Jarak dari garis netral ketepi balok (cm) E

  = M odulus elastisitas lentur (kg/cm ² ) E8 = Benda uji balok laminasi perekat Epoxy kemiringan jari 1:8 E12 = Benda uji balok laminasi perekat Epoxy kemiringan jari 1:12 E16 = Benda uji balok laminasi perekat Epoxy kemiringan jari 1:16 h = Tinggi balok kayu (cm) h' = Tebal lapisan balok (cm) I = M omen inersia (cm ⁴) K = K ekakuan (cm³) K a = K adar air (%) L = Jarak Tumpuan (cm) M = M omen akibat beban lateral (kg.cm) m = N ilai kadar air (%) P = Beban (N ) Sx = M odulus penampang (cm³) V = G aya lintang (kg) Vo = Volume benda uji (cm ³ ) σ

  = Tegangan (kg/cm ²) ɛ = R egangan

  τ = Tegangan geser (kg/cm ²) δ = Lendutan (cm) f t // = kuat tarik sejajar serat (M pa) f c // = kuat tekan sejajar serat (M pa) f s // = kuat geser sejajar serat (M pa) fb//

  = kuat lentur sejajar serat (Mpa) xvii τ ^{s = kuat lekat (Mpa)}

ABSTR ACT Wood laminated is a combination of two or more sawing wood glued together such that the direction parallel to the wood fibers. Wood laminated has advantages compared with regular sawn timber, which can be made larger dimensions and length. In addition to low quality wood can be used so that more efficient use of wood utilization. This study aimed to determine the flexural strength that occurs in laminated beams with variations in the type of adhesive on the connection fingers, as well as to determine the pattern collapse of the laminated beams with various types of adhesives on the connection fingers.

  The type of wood used is wood R ajumas, while the adhesive used is M elamine F ormaldehyde (M F ) and Biomatek. In this study, three types of logs that laminated beams with 1: 8 finger joint, laminated beams with 1:12 finger joint and laminated beams with 1:16 finger joint.

  F rom the test results flexural strength laminated wood beams most capable detained by laminated beams M elamine F ormaldehyde adhesive (epoxy) with a slope of 1:16 finger. The pattern of failures in laminated wood beams with epoxy adhesive is a connection failure and tensile cracks, while the laminated beams with glue Biomatek is a connection failure, tensile cracks, and cracks tilt. K eywords: Technology laminates, adhesive types, R ajumas, Connection finger.

  xviii ABSTR AK K ayu laminasi adalah gabungan dua atau lebih kayu penggergajian yang direkatkan sedemikian rupa sehingga arah serat kayu sejajar. K ayu laminasi mempunyai kelebihan dibandingkan dengan kayu gergajian biasa, yaitu dapat dibuat ukuran dimensi yang lebih besar dan panjang. Selain itu kayu mutu rendah dapat digunakan sehingga pemakaian kayu lebih efisien pemanfaatannya. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui kuat lentur yang terjadi pada balok laminasi dengan variasi jenis perekat pada sambungan jari, serta untuk mengetahui pola keruntuhan terhadap balok laminasi dengan berbagai jenis perekat pada sambungan jari.

  Adapun jenis kayu yang digunakan yaitu kayu R ajumas, sedangkan perekat M elamine F ormaldehyde (M F ) dan Biomatek. Pada penelitian yang dipakai adalah ini dibuat tiga jenis balok kayu yaitu balok laminasi dengan sambungan jari 1:8, balok laminasi dengan sambungan jari 1:12 dan balok laminasi dengan sambungan jari 1:16.

  D ari hasil pengujian kuat lentur balok kayu laminasi paling besar mampu ditahan oleh balok laminasi perekat M elamine F ormaldehyde (Epoxy) dengan kemiringan jari 1:16. Pola kegagalan yang terjadi pada balok laminasi kayu dengan perekat Epoxy adalah kegagalan sambungan dan retak tarik, sedangkan balok laminasi dengan perekat Biomatek adalah kegagalan sambungan, retak tarik, dan retak miring.

  Teknologi laminasi, jenis perekat, R ajumas, Sambungan jari. K ata K unci :

  xix

  1.1 Latar Belakang Bertambahnya jumlah penduduk di Indonesia memberi dampak pada peningkatan akan jumlah bahan bangunan. K ayu sebagai salah satu jenis bahan bangunan juga mengalami peningkatan kebutuhan dari tahun ke tahun. N amun hal ini tidak diikuti dengan jumlah ketersediaan kayu yang ada di masyarakat untuk dipergunakan di bidang konstruksi. Pada saat ini pasokan kayu dari hutan alam sudah menurun baik kualitas maupun kuantitasnya, sehingga cenderung digunakan kayu dengan kualitas rendah sebagai alternatif karena terbatasnya ukuran kayu yang beredar di pasaran. Salah satu cara mengatasi masalah tersebut adalah penggunaan kayu laminasi sebagai pengganti kayu solid.

  K ayu laminasi adalah gabungan dua atau lebih kayu penggergajian yang direkatkan sedemikian rupa sehingga arah serat kayu sejajar. K ayu laminasi mempunyai kelebihan dibandingkan dengan kayu gergajian biasa, yaitu dapat dibuat ukuran dimensi yang lebih besar dan panjang. Selain itu kayu mutu rendah dapat digunakan sehingga pemakaian kayu lebih efisien pemanfaatannya.

  Salah satu kelemahan utama dari struktur kayu balok laminasi adalah pada sambungan atau joint. D imana dalam teknik penyambungan, selain menggunakan sambungan jari, juga digunakan jenis perekat tertentu. Dalam hal ini perlu kiranya diadakan penelitian mengenai pengaruh jenis perekat terhadap kuat lentur pada balok laminasi.

  Melalui tugas akhir ini akan dilakukan penelitian yang berjudul “Studi F inger Joint) dengan Variasi Jenis

  Eksperimental Efektifitas Sambungan Jari ( Perekat terhadap Kuat Lentur Balok Kayu Laminasi” dengan tujuan untuk mencari besar nilai kuat lentur pada balok kayu laminasi.

  1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka masalah pokok yang akan diteliti adalah: a.

  Bagaimana pengaruh jenis perekat dan variasi kemiringan pada sambungan jari terhadap kuat lentur balok kayu laminasi. b.

  Bagaimana pola keruntuhan yang terjadi pada balok laminasi dengan berbagai variasi jenis perekat dan kemiringan pada sambungan jari.

  1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah: a.

  Untuk mengetahui kuat lentur yang terjadi pada balok laminasi dengan variasi kemiringan dan jenis perekat pada sambungan jari.

  b.

  Untuk mengetahui pola keruntuhan terhadap balok laminasi dengan berbagai variasi jenis perekat pada sambungan jari.

  1.4 Manfaat Penelitian a.

  Dari hasil penelitian diharapkan bisa digunakan sebagai acuan dalam merencanakan struktur balok kayu laminasi dengan berbagai variasi perekat pada sambungan jari dengan tingkat keamanan yang telah diuji.

  b.

  Hasil penelitian ini dapat menjadi referensi bagi mahasiswa atau masyarakat pada umumnya

  1.5 Batasan Masalah Berdasarkan latar belakang dan perumusan masalah diatas, maka perlu adanya batasan masalah sehingga arah dan tujuan yang diinginkan jelas. Adapun batasan masalah adalah sebagai berikut: a.

  Kayu yang digunakan adalah kayu rajumas b. Sifat fisik, ditinjau meliputi kadar air dan berat jenis.

  c.

  Sifat mekanik, meliputi kuat geser kayu, kuat tekan kayu, kuat tarik kayu, kuat lekat kayu, modulus elastisitas dan kuat lentur balok laminasi.

  d.

  Digunakan kayu lamina empat lapis dengan ukuran 5 cm x 6 cm x 165 cm sebagai balok laminasi.

  e.

  Perbandingan kemiringan sambungan jari yang digunakan yaitu 1:8, 1:12, dan 1:16 dengan panjang jari L = 29 mm f. M elamine F ormaldehyde, Biomatek dengan

  Digunakan perekat pengempaan menggunakan D ial Torsi.

  g.

  Pembebanan pada pengujian lentur menggunakan two point loading.

  BAB II TIN JAU AN PU STAK A D AN D ASAR TEOR I

  2.1 Tinjauan Pustaka Salah satu produk kayu yang saat ini berkembang dibanyak tempat di dunia adalah kayu laminasi (glulam). K ayu laminasi atau disebut juga balok majemuk suatu balok yang diperoleh dari perekatan papan-papan tipis yang direkatkan dengan seratnya sejajar dengan perekat sehingga menghasilkan balok yang berukuran besar, tebal lapisan papan masing-masing biasanya 20 mm s/d 30 mm, tidak boleh melebihi 40 mm (F rick, 1982).

  U ntuk mendapatkan panjang dan dimensi sesuai dengan kebutuhan pada balok laminasi, maka perlu adanya penyambungan pada ujung balok atau lumber). penyambungan pada tempat-tempat tertentu dari lapisan kayu ( scarf joint dan finger joint. Sambungan yang lazim digunakan adalah sambungan finger joint dibandingkan dengan scarf joint adalah panjang Salah satu kelebihan sambungan lebih pandek dan kehilangan kayu lebih sedikit (M oody et al, 1997 dalam Wirawan, 2006). M enurut H ernandez (1998), efisiensi dari sambungan jari pada kayu minimal mencapai 80% dari kuat tarik kayu utuh dan kemiringan jarinya yang optimum adalah 1:12 atau lebih lancip.

  Wirawan (2006), melakukan penelitian tentang prilaku lentur balok kayu laminasi ukuran struktural dengan sambungan jari ( finger joint), dimana pada penelitian tersebut menghasilkan kuat lentur terbesar pada satu jenis kombinasi yaitu sebesar 269,88 kg/cm² dan memiliki tingkat efisiensi kuat lentur dengan sambungan jari sebesar 81,02%.

  a.

  Balok kayu laminasi (Glulam) Balok laminasi mulai diperkenalkan di Eropa pada akhir abad ke-19, berupa lapisan kayu gergajian yang dilekatkan dengan bahan resin semua seratnya sejajar pada arah memanjangnya, glulam berbentuk lengkung mulai dibuat di Laboratorium F orest Product U SD A M adison Wisconsin pada tahun 1934, aplikasi struktur glulam lainnya telah dibuat bentuk curved arches dan kubah dengan panjang bentang masing-masing 91 dan 152 meter (Somayaji, 1995 dalam R ifabi, 2005). M enurut F akhri (2002) dalam Jihannanda (2013) bahwa kayu laminasi terbuat dari potongan-potongan kayu yang relatif kecil yang dibuat menjadi produk baru yang lebih homogen dengan penampang kayu dapat dibuat menjadi lebih besar dan tinggi serta dapat digunakan sebagai bahan konstruksi.

  Balok laminasi adalah balok yang dibuat dari lapis-lapis papan yang diberi perekat secara bersama-sama pada arah serat yang sama, balok laminasi memiliki ketebalan maksimum yang diizinkan sebesar 50 mm (M oody, 1999 dalam Jihannanda, 2013).

  b.

  Sambungan jari (finger joint) Sambungan jari yang umum digunakan dipabrikasi untuk panjang L

  ( length) adalah 15 mm s/d 20 mm (Castro dan Paganini, 1997). Sedangkan menurut M ohammad (2004), dalam M eng G ong (2009), di Amerika U tara sambungan jari untuk komponen struktural yang umum digunakan dengan panjang jari length yaitu antara 22 mm dan 29 mm. Tipikal sambungan pada kayu laminasi yang umum digunakan dalam (Yap, 1964) seperti terlihat pada G ambar 2.1

  a.

  

b.

  c.

  G ambar 2.1 Tipikal Sambungan pada K ayu Laminasi a.

  Model Sambungan Jari (F inger Joint) b.

  Sambungan M iring (Scarf Joint) c. Sambungan Tegak (Butt Joint) c.

  Perekatan M enurut Prayitno (1996), perekatan didefinisikan sebagai suatu keadaan atau kondisi ikatan dimana dua permukaan menjadi satu karna gaya pengikat antar satu permukaan yaitu gaya saling mencekram antar perekat dengan bahan direkat (interlocking forces). Ada dua sistem cara melaburkan perekat yaitu dengan satuan M SG L dan M D G L, dimana dengan M SG L yaitu dengan cara pelaburan perekat hanya pada satu permukaan atau salah satu pemukaan dari kedua bahan yang akan direkatkan atau yang akan ditangkupkan, sedangkan M D G L yaitu perekat dilaburkan pada kedua permukaan bahan yang akan direkat (Prayitno, 1996). d.

  Jenis Perekat Perekat (adhesive) menurut ASTM adalah suatu zat atau bahan yang memiliki kemampuan untuk mengikat dua buah benda berdasarkan ikatan permukaan (Blomquist et al., 1983; F orest Product Society, 1999). Perekat merupakan salah satu bahan utama yang sangat penting dalam industri pengolahan kayu, khususunya komposit. D ari total biaya produksi kayu yang dibuat dalam berbagai bentuk dan jenis kayu komposit, lebih dari 32% adalah biaya perekatan (Sellers, 2001).

  D i Indonesia telah berdiri lebih dari ratusan industri pengolahan kayu (komposit) yang sebagian besar menggunakan perekat urea formaldehida (U F ), fenol formaldehida (PF ) dan melamin formaldehida (M F ). Sebagian besar perekat yang diproduksi di Indonesia adalah perekat sintetik seperti perekat U F , PF dan M F , yang peruntukannya memenuhi kebutuhan industri kayu lapis, papan partikel dan vinir lamina. wood working), keperluan

  Sementara untuk produksi kayu pertukangan ( struktural atau bangunan dan perkapalan masih menggunakan perekat impor dari Belgia dan Jepang, yaitu perekat dingin tipe WBP dari jenis fenol resorsinol formaldehida (PR F ) dan resorsinol formaldehida (R F ).

  e.

  Pengempaan F ungsi dari pengempaan adalah kontak antara kedua bidang sambungan, besarnya tekanan yang dibutuhkan untuk merapatkan bagian permukaan yang direkat tergantung dari kekakuan bagian-bagian kayu dan kerataan bidang- bidang kontak, jika bidang –bidang kontak tidak rata seperti dengan penggergajian tidak rata atau kasar, maka kontak sempurna dan kontinyu tidak dapat dicapai dengan cara-cara praktis, sehingga garis perekat tidak tipis merata tetapi berubah-ubah (Yap, 1992).

  2.2 D asar Teori

  2.2.1 K ayu sebagai bahan konstruksi bangunan Pilihan atas suatu bahan bangunan tergantung dari sifat-sifat teknis, ekonomis dan dari keindahan, jika dipilih kayu sebagai bahan konstruksi bangunan maka perlu diketahui sifat-sifat kayu sepenuhnya (F rick, 1982 ). Berdasarkan R SN I T-02-2003, dari nilai modulus elastisitas lentur yang diperoleh secara mekanis, kuat acuan lainnya dapat diambil mengikuti Tabel 2.1.

Tabel 2.1 N ilai kuat acuan (M Pa) berdasarkan atas pemilahan secara mekanis pada kadar air 15% (Anonim, 2003)

  24

  5.4

  5.4

  5.6

  5.8

  5.9

  6.1

  6.2

  6.4

  6.5

  6.6

  25

  5.1

  27

  28

  30

  31

  33

  34

  35

  37

  39

  40

  5.2

  4.9

  43

  16

  Warna Warna dari berbagai jenis kayu berbeda- beda, dimana perbedaan jenis kayu ini disebabkan oleh beberapa hal, yaitu sebagai berikut:

  2.2.2 Sifat fisik kayu Beberapa hal yang tergolong dalam sifat fsik kayu (D umanauw, 1990) seperti: a.

  9

  10

  11

  11

  12

  13

  14

  15

  17

  4.8

  18

  19

  20

  21

  22

  23

  24

  4.3

  4.5

  4.6

  41

  45

  K ode M utu

  Serat F c ┴

  44

  47

  56

  54

  56

  59

  62

  66

  9000

  E26 E25 E24 E23 E22 E21 E20 E19 E18 E17 E16 E15 E14 E13 E12 E11 E10 25000 24000 23000 22000 21000 20000 19000 18000 17000 16000 15000 14000 13000 12000 11000 10000

  K uat Tekan Tegak Lurus

  38

  G eser F v

  F c K uat

  Sejajar Serat

  K uat Tekan

  Serat (F t)

  Tarik Sejajar

  (F b) K uat

  K uat Lentur

  Lentur (Ew)

  M odulus Elastisitas

  42

  35

  45

  42

  46

  17

  19

  22

  25

  28

  31

  33

  36

  39

  44

  32

  47

  50

  53

  56

  58

  60

  18

  20

  23

  27

  30

  1) Jenis kayu; setiap jenis kayu mempunyai warna tersendiri.

  2) Lokasi didalam batang; waran kayu bagian inti lebih tua dari warna kayu bagian gubal.

  3) Umur Pohon; umur pohon yang lebih muda mempunyai warna kayu yang lebih muda dari umur pohon yang tua.

  4) Kelembaban udara; kayu pada tempat yang lembab akan berbeda warnanya dibanding dengan kayu yang berada pada tempat yang kering, miskipun dari kayu yang sama.

  5) Lamanya penyingkapan; kayu yang masih segar (baru saja ditebang) akan berbeda warnanya dari kayu yng sudah lama ditebang.

  b.

  Tekstur Tekstur merupakan ukuran relatif dari sel-sel kayu atau serat kayu, yang dimaksud dengan sel kayu adalah serat-serat kayu. Berdasarkan tekstur, jeni kayu dibedakan menjadi tiga golongan (D umanauw, 1990) yaitu:

  1) Kayu bertekstur halus; ukuran sel-sel kayunya kecil. 2) Kayu bertekstur sedang; ukuran sel-sel kayunya sedang. 3)

  Kayu bertekstur kasar; ukuran sel-sel kayunya kasar c. Serat

  Serat merupakan bagian sifat kayu yang menunjukan arah umum sel-sel kayu yang di dalam kayu terhadap sumbu batang pohon asal potongan kayu tadi. Arah serat dapat ditentukan oleh alur-alur yang terdapat pada permukaan kayu. K ayu dikatakan berserat lurus, jika arah sel-sel kayu sejajar dengan sumbu batang. Jika arah sel-sel kayu memanjang atau membuat sudut terhadap sumbu panjang batang, maka kayu dianggap berserat mencong (D umanauw, 1990).

  d.

  Kadar air K ayu merupakan material higroskopis, artinya kayu memiliki kaitan yang sangat erat dengan air baik berupa cairan ataupun uap, dimana kayu dapat menyerap dan melepaskan air. K emampuan kayu untuk mengisap atau mengeluarkan air tergantung pada suhu dan kelembaban disekelilingnya. M akin lembab udara disekitarnya akan makin tinggi pula kelembaban kayu sampai mencapai kesiimbangan dengan lingkungannya (D umanauw, 1990). D engan demikian kondisi kadar air pada kayu yang alamiah cendrung berubah-ubah mendekati dua kondisi : 1)

  Kadar air mencapai titik jenuh serat (F ibre Saturation Point) D imana sel-sel kayu mengadung air, sebagian disebut air bebas yang mengisi ruangan sel dan sebagian lagi disebut air ikat yang menembus dindind sel dan kemudian ditahan oleh pori-pori dinding sel. Apabila kayu mengering air bebas kluar lebih dahulu, kemudian air ikat meninggalkan dinding-dindig sel, jika kayu terus mongering. Pada saat air bebas telah mengering atau habis, keadaa itu disebut titik jenuh serat. Besarnya pada kondisi kadar air 25 % - 30 % untuk semua jenis kayu. Apabila kayu mengering dibawah titik jenuh seratnya, dinding sel akan smakin padat dan akibatnya serat-serat menjadi kokoh dan kuat dan mengakibatka bertambahnya kekuatan dari kayu (K asmudjo, 2001 dalam R ifabi, 2005).

  2) Kadar air kesetimbangan (Equilibrium M oisture Content)

  K ayu adalah bahan yang bersifat higroskopis, akan menyerap kelembaban jika kondisi kering dan akan menguap kandungan airnya jika dalam kondisi basah. D alam menentukan kadar air kayu, dilakukan melalui dua cara, yaitu sebagai berikut: 1)

  Cara kering tanur ; penentuan kadar air dengan cara kering tanur dilakukan dengan mengeringkan kayu sampai kering tanur (berat kayu konstan) dalam suhu 102±3º C. 2)

  Cara pengukuran dengan alat Moisture Meter ; Elektric moisture meter ini mempunyai kelebihan karena dapat langsung mengetahui besar kadar air tertentu pada suatu kayu, tetapi angka ini hanya pada kadar air tertentu (6 % - 30 %). N amun karena keterbatasan alat, maka metode ini tidak digunakan.

  K adar air kayu merupakan hasil bagi antara selisih dari berat kayu basah (sebelum proses pengeringan oven) dengan berat kayu kering (setelah proses pengeringan oven dengan suhu 102±3º C. Untuk menghitug kadar air kayu menggunakan Persamaan 2.1.

  −

  = 100% ........................................................................... (2.1) D engan: m = K adar air (%)

  B a = Berat kayu awal sebelum dioven (gr)

  B ko = Berat kayu kering tanur setelah dioven (gr) e.

  Berat jenis Berat jenis didefinisikan sebagai perbandingan antara berat suatu volume kayu terhadap volume air pada kayu yang sama. Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayu. M akin berat kayu itu, maka makin kuat pula kayunya. Semakin ringan suatu jenis kayu, maka akan berkurang pada kekuatannya. Penentuan berat jenis kayu diperoleh berdasarkan Persamaan 2.3.

  = ........................................................................................ (2.2)

  = ...................................................................................... (2.3) dengan :

  Bj = Berat jenis kayu Bkt = Berat benda uji (gr) Vo = Volume benda uji (cm ³ )

  = Berat volume kering (gr/cm ³ ) γw = Berat volume air (gr/cm ³ )

  2.2.3 Sifat mekanik kayu Sifat mekanik kayu adalah kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar. M uatan dari luar adalah gaya-gaya diluar benda yang mempunyai kecendrungan untuk mengubah bentuk dan besarnya beban (D umanauw, 1990).

  a.

  Kuat tarik kayu K uat Tarik kayu adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu tersebut. K uat tarik kayu dilakukan menurut ketentuan SN I

  03-3399-1994.

  b.

  Kuat tekan kayu K uat tekan kayu merupakan perbandingan antara beban maksimal yang mampu ditahan oleh kayu dengan luas penampang kayu tersebut. K uat tekan kayu sejajar serat dilakukan menurut ketentuan SN I 03-3958-1995. c.

  Kuat geser kayu K uat geser kayu adalah suatu ukuran kekuatan kayu dalam hal kemampuan mnahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian lekatan kayu tersebut bergeser dari bagian lekatan yang lain (D umanauw, 1990). Penentuan gaya geser sejajar serat dilakukan menurut ketentuan SK -SN I 03-3400-1994.

  d.

  Kuat lekat kayu K uat lekat adalah seuatu ukuran kekuatan kayu dalam hal kemampuan menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian lekat kayu tersebut bergeser dari bagian lain di dekatnya (D umanauw, 1990). K uat lekat dapat dihitung dengan Persamaan 2.4.

  τ ^s =

  2 .ℎ

  .............................................................................................. (2.4) dengan : τ ^s

  = kuat lekat (kg/cm ² ) P = beban maksimum (kg) b = lebar (cm) h = tinggi (cm)

  2.2.4 Kriteria perancangan balok glulam a.

  Modulus elastisitas (E) Besarnya nilai modulus elastisitas uji lentur kayu di Laboratorium berdasarkan hubungan beban dan lendutan dihitung berdasarkan SN I 03-3960-1995 dengan Persamaan 2.5.

  E =

  × ³ 4× × ×ℎ³

  ................................................................................... (2.5) dengan : E = M odulus elastisitas lentur (kg/cm ² )

  P = Selisih pembebanan dari satu tahap pembebanan ke tahap pembebanan berikutnya (kg) y = Selisih lendutan dari satu tahap lendutan ke tahap lendutan berikutnya (mm) L = Jarak span (cm) b = Lebar benda uji (cm) h = Tinggi benda uji (cm)

  Berdasarkan dari nilai diagram tegangan-regangan dalam daerah elastis linier modulus elastisitas dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.6.

  E ............................................................................................... (2.6)

  = dengan : ₂ E = M odulus elastisitas (kg/cm ) ₂ σ = Tegangan (kg/cm )

  = R egangan ɛ

  Salah satu bentuk penampang melintang balok laminasi dapat dilihat pada G ambar 2.2. _{C y}

  h h'

b