Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
III.1 Persiapan Pengujian
Kayu yang diambil adalah kayu Merbau dengan ukuran 2 X 4 inci² dengan panjang bersih 4.8 meter yang di beli di CV. Rimba Jaya di Jln.
Sisingamangaraja. Kayu tersebut akan diteliti sifat-sifat mekanis dan sifat fisisnya sehingga diperoleh karakteristik yang diperlukan untuk pengujian nantinya. Baut
yang digunakan pada percobaan harus dibuat dari baja st 37 atau dari besi yang mempunyai kekuatan paling sedikit seperti baja st 37, dengan kuat leleh 2400 kg
cm².
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
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, Ernrst Harold, Timber : its structure, properties, and utilization. Pengujian tersebut meliputi :
Pengujian physical properties kayu meliputi :
• Pemeriksaan kadar air
• Pemeriksaan berat jenis
Pengujian Mechanical Properties kayu meliputi :
• Pengujian kuat tekan sejajar serat
• Pengujian kuat lentur pada penurunan izin
• Pengujian kuat lentur ultimate
• 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.
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
Gambar III.1 : Sampel pengujian kadar air
Setelah benda uji dibuat, maka dilakukan penimbangan berat masing – masing benda uji dan dicatat sebagai berat awal. Penimbangan dilakukan setiap hari
dalam beberapa hari berturut – turut. Metode pengeringan yang dilakukan adalah metode kering udara, yaitu benda dibiarkan didalam ruangan dengan suhu kamar dan
benda terlindung dari pengaruh cuaca, seperti panas dan hujan. Pada saat benda uji menunjukkan berat yang tetap atau turun lagi maka berat
benda uji dapat dianggap sebagai berat akhir dan kayu dianggap telah kering udara. Apabila berat benda uji terus menurun berkurang, maka kayu belum dapat
dianggap kering udara atau kayu masih dianggap basah.
Gku Gku
Gx −
= 15
, 1
ω x 100
Dimana : ϖ = Kadar air
Gx = Berat sampel mula – mula gr
Gku = Berat sampel kering gr
III.2.2 Pemeriksaan Berat Jenis
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
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 .
Gambar III.2 : Sampel pengujian untuk menentukan 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 terendah.
Maka dapat dikatakn berat jenis kayu adalah perbandingan berat kayu pada keadaan kering udara dengan volume kayu pada kondisi tersebut dalam satuan gr
cm³ atau :
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
Vx Wx
BJ =
Dimana : BJ
= Berat Jenis kayu gr cm³ Wx
= Berat sampel kayu kering udara gr Vx
= Volume sampel cm³
III.2.3 Pengujian Kuat Tekan
Pengujian kuat tekan dilakukan dengan menggunakan peralatan mesin tekan Compression Machine 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 arah serat sejajar dengan memanjang sampel. Pengujian dilakukan pada sampel kering udara kadar air ± 15
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
Gambar III.3 : Sampel untuk pengujian kuat tekan
Sampel dimasukkan kedalam mesin dengan sisi 2 cm x 2 cm menghadap ke atas dan ke bawah. Kemudian dilakukan penekanan secara perlahan. 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 rumus berikut :
σ
tk =
A P
Dimana : σ
tk
= Tegangan tekan sejajar serat kg cm² P
= Beban tekan maksimum kg A
= Luas bagian yang tertekan cm²
III.2.4 Pengujian Kuat Lentur pada Penurunan Izin
Pada pengujian ini akan dikerjakan gaya tranversal statis pada sampel kayu untuk mendapatkan tegangan 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.
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
Gambar III.4 : Sampel untuk 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 penuruna yang dapat menunjukkan pergerakan
yang terjadi sampai dengan ketelitian 0.01 mm.
Gambar III.5 : Penempatan dial beban pada sampel
Beban P secara bertahap ditambah besarnya dan dicatat besarnya penurunan yang terjadi. Penurunan yang diizinkan f
izin
adalah
200 1
L, diman L adalah panjang bentang sampel yaitu 30 cm, maka :
Penurunan izin =
200 1
x 30
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
= 0,15 Besarnya P untuk memperoleh tegangan lentur adalah besarnya beban P yang
diberikan pada saat dial penurunan menunjukkan angka 0,15 cm. Setelah penurunan izin ini tercapai maka penambahan beban dihentikan. Besarnya tegangan lentur yang
terjadi adalah :
σ
h
=
2 5
, 1
6 1
4 1
bh L
P
Dimana : σh
= Tegangan lentur yang terjadi kg cm² P1,5
= Beban pada saat tercapai penurunan izin 0,15 cm kg 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 elastisitas 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.
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
Gambar III.6 : Sampel Pengujian Elastisitas
Sampel diletakkan pada dua perletakan dan diberi gaya P terpusat pada tengah bentang secara bertahap ditambah besarnya. Pada tengah bentang pada
sampel dipasang alat pengukur penurunan yang terjadi.
Gambar III.7 : 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 smpel menjadi patah. Untuk setiap besar beban
yang bekerja diperoleh besarnya penurunan f dari kedua parameter ini dapat diperoleh niali elastisitas material yang menurut persamaan :
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
f =
EI PL
48
3
E = ε
σ
Dimana : f
= Penurunan cm L
= Panjang bentang 30 cm b
= Lebar bentang 2 cm h
= Tinggi sampel 2 cm
= Regangan lentur kg cm²
III.2.6 Pengujian Kuat Tekan Sambungan dengan Menggunakan Dial Deformasi Sambungan
Pengujian kuat tekan sambungan kayu dilakukan dengan peralatan mesin
tekan Compresion Mechine manual kapasitas 200 ton terhadap masing-masing sampel dan dilakukan untuk mendapatkan nilai kuat tekan yang mampu diterima oleh
sambungan kayu tersebut.
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
Kayu Pejal tanpa sambungan P
P
Kayu Kayu
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.
Sambungan kayu yang telah selesai dipasangi baut kemudian diuji dengan
mesin tekan Compression Mechine. Nilai deformasi masing-masing sambungan
dicatat untuk selanjutnya membuat grafik deformasi tegangan sambungan dan selanjutnya mencari efektivitas samnbungan. Alat dial deformasi yang digunakan
memiliki ketelitian 0.001 mm. Pengujian kuat tekan sambungan dengan menggunakan dial deformasi dilakukan pada 3 jenis sampel.
Berikut ini keterangan masing-masing sampel yang digunakan pada pengujian kuat tekan sambungan kayu dengan menggunakan dial deformasi sambungan.
1. Sampel I
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
Sambungan antar Kayu dengan Kayu
Pelat Kayu` Kayu
Pelat Kayu Baut
Kayu
P P
Sambungan antar Kayu dengan Pelat Baja
Kayu Pelat Baja
Kayu Baut
P P
• Kayu berukuran 34 cm x 9 cm x 4.5 cm
2. Sampel II
•
Kayu yang disambung memiliki penampang 16 cm x 9 cm x 4.5 cm
•
Pelat penyambung kayu memiliki penampang 30 cm x 9 cm x 2,25 cm
•
Baut yang digunakan berdiameter 38 inchi dengan jumlah n buah
3. Sampel III
9.0
34 4.5
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
•
Kayu yang disambung memiliki penampang 16 cm x 9 cm x 4.5 cm
•
Pelat penyambung berupa baja memiliki penampan
30cm x 9cm x 2.25x •
Pelat baja yang digunakan Fy = 240 Mpa dan modulus elastisitas E =
210000 Mpa
•
Baut yang digunakan berdiameter 38 inchi dengan jumlah n buah
III.2.6.1 Pemasangan Baut Sambungan kayu dibuat dengan menggunakan alat sambung baut. Sebelum
baut dipasang, titik – titik penempatan baut terlebih dahulu dilubangi dengan menggunakan bor listrik. Lubang yang dibuat adalah sebesar 95 dari diameter
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 Teoritis Dan Eksperimental, 2010.
baut. Kemudian baut dipasang dengan cara menekan dan memutar baut searah jarum jam pada lubang – lubang sambungan kayu tersebut.
Pada sambungan baut diberi celah 2 cm agar dapat diperhitungka deformasi yang terjadi pada sambungan akibat beban yang diberikan.
III.2.6.2 Tahap Pengujian Kayu pejal maupun sambungan kayu dengan sambungan baut dimasukkan
ke dalam mesin tekan Compression Mechine manual dengan sisi-sisi penampang
menghadap ke atas dan ke bawah. Kemudian dilakukan penekanan secara perlahan. Pembacaan dial dilakukan setiap terjadi deformasi sebesar 0.1 mm dan dicatat besar
beban yang diberikan mengingat yang ditinjau dalam penelitian ini adalah beban yang mampu dipikul sambungan pada saat terjadi deformasi sebesar 1.5 mm dan
keefektifitasan sambungan tersebut dalam memikul momen. Alat dial deformasi yang digunakan memiliki ketelitian 0.001 mm.
Pengujian sambungan baut memikul momen dengan menggunakan dial deformasi dilakukan pada kayu Merbau.
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN
