BAB III METODOLOGI PENELITIAN
III.1 Persiapan Penelitian
Kayu yang dianbil adalah kayu Durian dengan ukuran 2 X 3 inchi
2
dengan panjang bentang bersih 4.80 meter. Kayu tersebut akan diteliti sifat-sifat mekanis dan
sifat fisisnya sehingga diperoleh karakteristik yang diperlukan untuk pengujian nantinya. Kayu batangan tersebut dibiarkan kering udara sampai mencapai kadar air 15
untuk selanjutnya diambil pengujian sesuai dengan masing-masing jenis pengujian karakteristik.
III.2 Pelaksanaan Pengujian
Pengujian dan pemeriksaan yang akan dilakukan pada kayu tersebut mengacu kepada metode pengujian di Inggris BS 373 1957 “Metode Pengujian Contoh Kecil
Kayu” Sumber : Desch, Ernst Harold; Timber : its structure, properties, and utilization . Pengujian tersebut meliputi :
1.Pengujian physical properties kayu meliputi : a.
Pemeriksaan kadar air b.
Pemeriksaan berat jenis
Universitas Sumatera Utara
2.Pengujian Mechanical Properties kayu meliputi :
a. Pengujian kuat tekan sejajar serat
b. Pengujian kuat lentur pada penurunan izin
c. Pengujian kuat lentur ultimate
d. Pengujian elastisitas kayu
III.2.1 Pemeriksaan Kadar Air
Pemeriksaan kadar air dari kayu dilakukan sedemikian rupa sehingga sifat dari benda uji itu mendekati sifat rata-rata dari kayu yang akan diperiksa. Oleh sebab itu,
kayu yang akan digunakan diambil dari tempat yang sama. Benda uji dibuat berukuran 3 cm x 4,5 cm x 6,5 cm sebanyak 5 sampel.
Gambar III.1 : Jarak minimum pengambilan sampel untuk menentukan kadar air
6,5 cm 4,5 cm
3 cm
Universitas Sumatera Utara
Setelah benda uji dibuat, maka dilakukan penimbangan berat masing-masing benda uji dicatat sebagai berat awal. Penimbangan dilakukan setiap hari selama satu
minggu. Metode pengeringan yang dilakukan adalah metode pengeringan udara, yaitu dibiarkan dalam ruangan dengan suhu kamar dan sampel terlindung dari pengaruh cuaca
seperti panas dan hujan. Pada saat benda uji menunjukkan berat yang tetap atau tidak turun lagi maka
berat benda uji dapat dianggap sebagai berat akhir dan kayu dapat dianggap telah kering udara. Apabila berat benda uji terus menurun berkurang, maka kayu belum dapat
dianggap kering udara atau kayu masih dianggap basah.
100 15
, 1
x Gku
Gku Gx
Dimana :
= Kadar air Gx
= Berat sampel mula-mula gr Gku
= Berat sampel kering gr
III.2.2 Pemeriksaan Berat Jenis
Dalam pemeriksaan berat jenis kayu, sampel yang digunakan harus sedemikian rupa sehingga dapat mendekati sifat rata-rata dari kayu yang diteliti. Sampel dibuat
dengan ukuran 2,5 cm x 5 cm x 7,5 cm yang telah kering udara kadar air 15.
Universitas Sumatera Utara
Gambar III.2 : Sampel Pengujian Berat Jenis
Sampel kemudian ditimbang dan dicatat beratnya. Untuk perhitungan sebagai berat jenis kayu diambil angka rata-rata dari semua sampel, dan perbedaan antara berat
jenis yang tertinggi dan yang terendah tidak boleh lebih dari 100 berat yang terendah. Maka dapat dikatakan berat jenis kayu adalah perbandingan berat kayu pada
keadaan kering udara dengan volume kayu pada kondisi tersebut dalam satuan grcm
3
, atau :
BJ
Vx Wx
Dimana : BJ
= Berat jenis kayu grcm
3
Wx = Berat sampel kayu kering udara gr
Vx = Volume sampel cm
3
Universitas Sumatera Utara
III.2.3 Pengujian Kuat Tekan
Pengujian kuat tekan dilakukan dengan menggunakan peralatan mesin tekan dan dilakukan untuk mendapatkan nilai kuat tekan yang mampu diterima oleh kayu tersebut
sampai batas keruntuhan. Pengujian kuat tekan yang akan diuji adalah pengujian kuat tekan kayu
sejajar serat, dimana sampel kayu yang digunakan adalah berukuran 2 cm x 2 cm x 6 cm, dengan arah serat sejajar dengan memanjang sampel. Pengujian
dilakukan pada sampel kering udara kadar air ± 15 Sampel dimasukkan kedalam mesin dengan sisi 2 cm x 2 cm menghadap ke atas dan ke bawah.
Kemudian dilakukan penekanan secara berlahan. Penekanan dilakukan sampai pembacaan dial berhenti atau turun dan menunjukkan angka yang
tetap, yaitu pada saat terjadi keruntuhan pada sampel. Besarnya nilai pembacaan akhir kemudian dicatat sebagai beban tekan dan
merupakan nilai P. Kekuatan tekan kayu dengan arah sejajar serat dihitung dengan rumus berikut :
P
6 cm
2 cm 2 cm
Universitas Sumatera Utara
Gambar III.3 : Sampel Pengujian kuat Tekan
Besarnya nilai pembacaan akhir kemudian dicatat sebagai beban tekan dan merupakan nilai P. Kekuatan tekan kayu dengan arah sejajar serat dihitung dengan
rumus berikut :
A P
tk
Dimana :
tk
= Tegangan tekan sejajar serat Kgmm
2
P = Beban tekan maksimum Kg
A = Luas bagian yang tertekan cm
2
III.2.4 Pengujian Kuat Lentur Pada Penurunan Izin
Pada pengujian ini akan dikerjakan gaya tranversal statis pada sampel kayu untuk mendapatkan teganagan lentur kayu yang terjadi pada saat penurunan yang diizinkan
tercapai. Sampel kayu berukuran 30 cm x 2 cm x 2 cm dengan arah serat sejajar dengan
arah memanjang sampel.
Universitas Sumatera Utara
Gambar III.4 : Sampel Pengujian Kuat Lentur
Sampel diletakkan pada dua perletakan dan diberi gaya P terpusat pada tengah bentang yang secara bertahap ditambah besarnya. Pada tengah bentang pada sampel
dipasang alat pengukur penurunan yang terjadi. Alat ini berupa dial yang berhubungan dengan jarum pengukur penurunan yang dapat menujukkan pergerakan yang terjadi
sampai dengan ketelitian 0.01 mm.
Beban P secara bertahap ditambah besarnya dan dicatat besarnya penurunan yang terjadi.
Besarnya P untuk memperoleh tegangan lentur adalah besarnya beban P yang diberikan pada saat benda uji mengalami penurunan izin dan perhitungan ini nantinyan
menghasilkan kuat lentur pada kondisi izin .
P
L = 30 cm
Universitas Sumatera Utara
2
6 1
4 1
bh PL
b
Dimana : σ
b
= Tegangan lentur yang terjadi kgcm
2
P = Beban pada saat mencapai kondisi izinkg
L = Panjang bentang = 30 cm
b = Lebar sampel = 2 cm
h = Tinggi sampel = 2 cm
III.2.5 Pengujian Elastisitas
Pada percobaan ini akan dicari besarnya nilai elassitas kayu yang mengalami lenturan. Sampel kayu yang digunakan berukuran 30 cm x 2 cm x 2 cm dengan arah
serat sejajar dengan arah memanjang sampel. Sampel diletakkan pada dua perletakan dan diberi gaya P terpusat pada tengah
bentang secara bertahap di tambahan besarnya. Pada tengah bentang bentang pada
sampel dipasang alat pengukur penurunan yang terjadi.
P
L = 3 0 cm
Universitas Sumatera Utara
Gambar III.5 : Penempatan Dial Dan Beban Pada Sampel
Alat ini berupa dial yang berhubungan dengan jarum pengukur yang dapat menunjukkan pergerakan yang terjadi sampai ketelitian 0,01 mm. beban P secara
bertahap ditambah besarnya lalu dicatat besarnya penurunan yang terjadi. Beban harus ditambah sampai sampel menjadi patah. Untuk setiap besar beban
yang bekerja diperoleh besarnya penurunan f. dari kedua parameter ini dapat diperoleh nilai elastisitas material yang menurut persamaan :
f
EI PL
48 3
E =
Dimana : f
= Penurunan cm L
= Panjang bentamg = 30 cm b
= lebar sampel = 2 cm h
= Tinggi sampel = 2 cm σ
= Tegangan lentur kgcm
2
= Rengangan yang terjadi III.2.6 Pengujian Sambungan Memikul Momen dan Gaya Lintang Dengan
Menggunakan Dial Deformasi Sambungan
Universitas Sumatera Utara
Pengujian sambungan kayu memikul momen dan gaya lintang dilakukan terhadap masing-masing sampel untuk mendapatkan nilai beban maksimum yang
mampu diterima oleh sambungan kayu tersebut. Sampel kayu yang digunakan berukuran 2 x 3 inc² sepanjang 3 m, dengan
penyambung kayu berukuran 1 x 3 inc²,sedangkan penyambung kayu ditentukan setelahnya. Sampel diletakkan pada dua perletakan yang dianggap sebagai sendi dan rol.
Agar diperoleh momen dan gaya lintang maka beban diletakkan ditengah bentang dengan beban P.
Sambungan kayu, baik itu menggunakan penyambung kayu ataupun pelat baja, masing-masing menggunakan alat sambung baut, sebelum memasang baut titik-titik
penempatan baut terlebih dahulu dilubangi dengan menggunakan bor listrik. Lubang yang dibuat tidak boleh lebih besar dari D + 0.8 mm, bila D 12.7 mm dimana D adalah
diameter baut. Kemudian baut dipasang dengan cara menekan dan memutar baut searah jarum
jam pada lubang-lubang sambungan kayu tersebut. Sebelum dilakukan pembebanan terlebih dahulu dipasang alat pengukur dial deformasi. Dimana alat pengukur dial
deformasi berhubungan dengan jarum pengukur yang dapat menunjukkan pergerakan yang terjadi sampai ketelitian 0,01 mm. Setelah dipasang alat dial, pembacaannya diatur
ke angka nol. Setelah itu penambahan beban dilakukan secara bertahap, dengan besar
masing-masing 10 kg. Besarnya penurunan pada dial yang terjadi akibat penambahan beban kemudian dicatat. Penambahan beban ini terus dilakukan sampai sampel menjadi
patah.
Universitas Sumatera Utara
Pengujian sambungan kayu dengan menggunakan dial deformasi dilakukan pada 3 tiga tiga jenis sampel.
Berikut ini keterangan masing-masing sampel yang akan digunakan pada pengujian sambungan kayu menggunakan dial deformasi sambungan.
1. Sampel I
• Kayu berukuran 300 cm x 9 cm x 4.5 cm
2. Sampel II
• Kayu yang disambung memiliki penampang 150 cm x 7,62 cm x 5,08 cm • Pelat penyambung kayu memiliki penampang 45 cm x 7,62 cm x 2,54 cm
• Baut yang digunakan berdiameter 38 inchi dengan jumlah n buah
P
kayu pelat
kayu
P
300 cm 150 cm
150 cm kayu
pejal 3
2
Universitas Sumatera Utara
3. Sampel III
• Kayu yang disambung memiliki penampang 150 cm x 7,62 cm x 5,08 cm • Pelat penyambung berupa baja memiliki penampang 45 cm x 7.62 cm x
25.4xFbFy • Pelat baja yang digunakan Fy = 240 Mpa dan modulus elastisitas
E = 210000 Mpa • Baut yang digunakan berdiameter 38 inchi dengan jumlah n buah
P
kayu pelat
baja
Universitas Sumatera Utara
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN
Kategori