III. METODOLOGI
A. Waktu dan Tempat Penelitian ini berjalan efektif selama 12 dua belas bulan yaitu dari bulan
Januari sampai dengan Desember 2007 di Laboratorium Keteknikan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan-IPB.
B. Alat dan Bahan Bahan yang dipergunakan pada penelitian ini adalah data mentah hasil pengujian
sifat dasar kayu kelapa contoh kecil bebas cacat ckbc yang telah diteliti oleh Wardhani 2005. Sedangkan peralatan yang dipergunakan adalah komputer yang dilengkapi
software spreadsheet Microsoft Excel, statistik Minitab 13, dan analisa struktur SAP 2000 versi 10.
C. Metode Penelitian Untuk mencapai tujuan itu, diperlukan beberapa tahap penelitian untuk
mencapai sasaran berikut : 1.
Mendapatkan persamaan matematis untuk mengidealisasi sifat mekanis gelugu berdasarkan sifat-sifat ckbc-nya.
2. Mengestimasi kerapatan dan sifat mekanis gelugu dengan cara merekonstruksinya
dari ckbc. 3.
Menyusun analisa struktur tumpukan gelugu berdasarkan format ASD dan LRFD. 4.
Membandingkan efisiensi bahan ketiga desain tumpukan gelugu menurut kapasitas strukturnya.
Topik penelitian ini merupakan bagian integral yang terdiri atas beberapa topik. Diagram alur penelitian adalah sebagaimana Gambar 9.
30 Gambar 9. Alur Penelitian
Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap yaitu : 1.
Idealisasi sifat dasar kayu kelapa ckbc Idealisasi sifat dasar kayu kelapa ckbc dimaksudkan untuk mengetahui sifat fisis
mekanis ckbc pada setiap posisinya di dalam batang. Untuk itu digunakan regresi linier berganda dengan model:
Y
ijk
=A+Br
i
+Cr
i 2
+Dt
j
+Et
j
r
i
+Ft
j
r
i 2
+Gz
k
+Hz
k
r
i
+Iz
k
r
i 2
+Jz
k
t
j
+Kz
k
t
j
r
i
+Lz
k
t
j
r
i 2
+
ijk
dimana: Y
ijk
adalah kerapatan dan sifat mekanis MOE dan MOR kayu kelapa ckbc. A adalah konstanta
B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, dan L adalah koefisien regresi r
i
adalah jarak contoh uji dari titik pusat jari-jarinya. Bila posisi contoh uji tepat di titik pusat diberi nilai 0, sedangkan di sebelah timur diberi nilai
–r dan di sebelah barat diberi nilai +r.
t
j
adalah posisi contoh uji berdasar ketinggian. z
k
adalah peubah boneka untuk mewakili pengaruh perbedaan dua pohon sumber contoh uji. Pohon pertama diberi nilai 0, sedangkan pohon kedua diberi nilai 1.
ijk
adalah sisaan. Dengan model tersebut akan diuji lima pasangan hipotesis yaitu:
1. H0 : Kedua pohon memiliki sifat fisis dan mekanis yang sama
H1 : Pohon pertama memiliki sifat fisis dan mekanis yang berbeda dengan pohon kedua
Idealisasi sifat kayu kelapa ckbc
Pendugaan sifat gelugu Pola sebaran kerapatan
dan sifat mekanis ckbc pada pohon kelapa
Software Spreadsheet
dan Statistik
Perhitungan matematis dan
mekanika Sifat mekanis gelugu
Capacity
Perhitungan Mekanika SAP 2000 v 10
- Gaya-gaya dalam
batang:Gaya Normal, Gaya Lintang, Gaya
Axial -
DefleksiDeformasi
Demand Analisa Struktur:
ASD LRFD
Penggambaran Struktur
SAP 2000 v 10 -
Gambar Struktur Tumpukan Gelugu
- Penentuan beban-
beban yang bekerja
31 2.
H0 : Sifat fisis dan mekanis kayu kelapa belahan bagian timur sama dengan belahan bagian barat
H1 : Posisi arah sinar matahari berpengaruh pada sifat fisis dan mekanis kayu kelapa.
3. H0 : Sifat fisis dan mekanis kayu kelapa tidak mempunyai hubungan linier yang erat
dengan posisinya berdasar ketinggian pangkal, tengah, ujung H1 : Posisi vertikal batang kelapa mempunyai hubungan linier yang erat dengan
sifat fisis dan mekanis kayu kelapa. 4.
H0 : Sifat fisis dan mekanis kayu kelapa tidak mempunyai hubungan linier yang erat dengan posisinya secara horisontal tepi-tengah-tepi
H1 : Posisi kayu kelapa secara horisontal memiliki hubungan linier yang erat dengan sifat fisis dan mekanis kayu kelapa
5. H0 : Lebar selang nilai sifat fisis dan mekanis kayu kelapa menurut posisinya secara
horisontal tepi-tengah-tepi akan sama lebarnya pada setiap bagian pangkal, tengah, maupun ujung. Variasi sifat fisis dan mekanis kayu kelapa pada bagian
pangkal, tengah, dan ujung adalah sama.
H1 : Lebar selang nilai sifat fisis dan mekanis kayu kelapa menurut posisinya secara horisontal tepi-tengah-tepi akan berbeda lebarnya pada setiap bagian pangkal,
tengah maupun ujung. Variasi sifat anatomis, fisis, dan mekanis kayu kelapa berbeda-beda menurut bagian pangkal, tengah dan ujung.
Pengujian hipotesis dilakukan dengan metode regresi bertatar dengan batasan nilai α-
untuk-masuk α-to-enter adalah 0,01 dan α-untuk-keluar α-to-remove adalah 0,05.
2. Pendugaan kerapatan dan sifat mekanis gelugu
Sifat dasar gelugu yang diperlukan untuk desain tumpukan gelugu meliputi: kerapatan, modulus elastisitas lentur E, kekuatan lentur patah S
R
, kekuatan tekan sejajar serat, dan kekuatan tarik tegak lurus serat.
a. Kerapatan
Bentuk geometris kerucut terpancung Gambar 10 dapat dimanfaatkan untuk mewakili sebatang gelugu. Berat W dan volume V gelugu, diperoleh dari
1
T T
R 2
π ρ
drdt trd
r, f
W
dan
1 2
1
2 T
T R
R V
. Kemudian kerapatan merupakan perbandingan antara berat benda dengan volumenya
=WV.
Gambar 10. Model rekonstruksi untuk estimasi kerapatan gelugu
r rd
d
R T
T T
R
1
R T
32
b. Sifat Elastis
Kayu merupakan benda orthotropis yang memiliki tiga buah modulus elastisitas, yang dilambangkan dengan E
L
, E
R
, dan E
T
. Lambang E
L
, E
R
, dan E
T
berturut-turut merupakan modulus elastisitas sepanjang arah longitudinal, radial, dan tangensial.
Selain modulus elastisitas, dua besaran lain yaitu modulus geser dan Poisson’s rasio
juga menyatakan sifat elastis kayu. Rekonstruksi untuk mendapatkan modulus elastisitas gelugu dilakukan berdasarkan konsep batang tekan Gambar 11.
Gambar 11. Gelugu yang menerima beban tekan
Modulus elastisitas merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan, sehingga dapat diturunkan rumus modulus elastisitas yang sesuai dengan Gambar 11,
yaitu:
R E
L L
rdr t
r f
R L
R P
E
L
2 2
, 2
Nilai E
L
tersebut dimanfaatkan untuk menduga sifat elastis lainnya yaitu modulus elastisitas arah tranversal tangensial dan radial E
T
, E
R
, modulus geser, dan Poisson’s rasio melalui perbandingan antar sifat elastis semua jenis kayu
sebagaimana disampaikan Bodig and Jayne 1982 dan FPL 1999.
c. Kekuatan Lentur Patah MOR
MOR pada ASTM dilambangkan dengan S
R
sortimen gelugu didekati dengan menentukan tegangan normal maksimum pada serat terluar. Kurva tegangan normal
tersebut harus melalui titik 0,0 dan titik kritisnya, yaitu titik singgung antara persamaan S
R
ckbc dengan kurva tegangan normal Gambar 12, sehingga diperoleh estimasi MOR sortimen gelugu.
-R R
-R R
o o
L
P
r
r
33 Gambar 12. Kurva S
R
ckbc diplotkan bersama-sama tegangan normal 3.
Desain Struktur Tumpukan Gelugu Pada tahapan ini dirancang struktur tumpukan gelugu sesuai dengan sifat bahan dan
sifat penampang gelugu. Desain tumpukan gelugu yang ditujukan sebagai pengganti cribbing balok kayu harus memiliki bentuk khas karena beberapa desain seperti
cribbing Hercules, serta Link and Lock cribbing telah dipatenkan. Cribbing Hercules, serta Link and Lock cribbing menggunakan material balok kayu,
sedangkan struktur yang diteliti berbahan dasar gelugu. Alternatif desain struktur adalah tumpukan gelugu tunggal, tumpukan gelugu berseling, dan tumpukan gelugu
berseling ganda Gambar 13 setinggi 3 m. Material yang digunakan untuk
komponen tumpukan gelugu adalah sortimen gelugu dengan panjang 2 m, dan jari- jari aktual. Sebagai penumpu dan sekaligus pengunci antar lapisan diberikan
tumpuan berupa gelugu sepanjang 30 cm yang ujung dan pangkalnya dicoak setengah lingkaran saling tegak lurus. Tegangan-tegangan ijin ditentukan
berdasarkan Tabel SKI C-bo-010-1987. Perhitungan mekanika dilakukan menggunakan software SAP 2000 v 10.0.7. Selanjutnya analisa struktur dan uji
kelayakan struktur dilakukan sesuai dengan National Design Standar NDS for Wood Construction ASDLRFD tahun 2005.
a. b.
c. Gambar 13. a. Tumpukan Gelugu Tunggal, b. Tumpukan Gelugu Berseling, c.
Tumpukan Gelugu Berseling Ganda
Garis netral
+r
-r Kurva S
R
ckbc
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Kategori