PENGARUH PRYDA CLAW NAIL PLATE DAN PEREKAT TERHADAP KUAT LENTUR BALOK KAYU PADA SAMBUNGAN VERTIKAL HORISONTAL ( BUTT JOINT )
PENGARUH PRYDA CLAW NAIL PLATE DAN PEREKAT TERHADAP KUAT LENTUR BALOK KAYU PADA SAMBUNGAN VERTIKAL HORISONTAL ( BUTT JOINT )
The Influence of Pryda Claw Nail Plate and Adhesive For Flexural Strength of Beam on Butt Joint Connection
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh : WAYAN HERI SUSANTO
I 1107511
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010
HALAMAN PERSETUJUAN PENGARUH PRYDA CLAW NAIL PLATE DAN PEREKAT TERHADAP KUAT LENTUR BALOK KAYU PADA SAMBUNGAN VERTIKAL HORISONTAL ( BUTT JOINT )
The Influence of Pryda Claw Nail Plate and Adhesive For Flexural Strength of Beam on Butt Joint Connection
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
WAYAN HERI SUSANTO
I 1107511
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan:
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Purnawan Gunawan, ST, MT. Agus Setiya Budi, ST, MT NIP. 197312091998021001
NIP.197009091998021001
HALAMAN PENGESAHAN PENGARUH PRYDA CLAW NAIL PLATE DAN PEREKAT TERHADAP KUAT LENTUR BALOK KAYU PADA SAMBUNGAN VERTIKAL HORISONTAL ( BUTT JOINT )
The Influence of Pryda Claw Nail Plate and Adhesive For Flexural Strength of Beam
on Butt Joint Connection
SKRIPSI
Disusun Oleh :
WAYAN HERI SUSANTO
I 1107511
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari : Kamis 21 januari 2010
1. Purnawan Gunawan, ST, MT __________________ NIP. 197312091998021001
2. Agus Setiya Budi, ST, MT
NIP. 197009091998021001
3. Ir. Budi Utomo, MT __________________ NIP. 196006291987021002
4. Achmad Basuki, ST, MT __________________ NIP. 197109011997021001
Disahkan, Ketua Program S1 Non Reguler Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Ir. Agus Sumarsono, MT NIP. 195708141986011001
Mengetahui, Disahkan, a.n. Dekan Fakultas Teknik UNS
Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I
Fakultas Teknik UNS
Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 195611121984032007 NIP. 195908231986011001
M ot t o
J angan pernah menyerah selama kit a meyakini sesuat u yang sudah past i kebenar annya dan pernah dicont ohkan walaupun it u har us dilalui dengan kepahit an, keget ir an dan sesuat u yang t idak disukai, yakinlah ada sesuat u yang Manis unt uk diperoleh kelak dan insya Allah kit a akan menikmat i j erih payah apa yang t elah kit a lakukan it u. Yakinlah !
Persembahan
Kuper sembahkan karyaku ini kepada : Bapak, I bu dan adik- adikku yang t idak hent i2nya memberikan doa dan dukungannya kepadaku. Teman t eman seperj uangan : Adik, Andr e, Aris dan wahyu. Teman t eman kampus ku yang t idak bisa aku sebut kan sat u persat u, hanya bisa aku ucap t er ima kasih at as dukungan dan doa nya.
ABSTRAK
Wayan Heri Susanto. 2009. “PENGARUH JUMLAH PRYDA CLAW NAIL PLATE DAN PEREKAT TERHADAP KUAT LENTUR BALOK KAYU PADA
SAMBUNGAN VERTIKAL HORISONTAL ( BUTT JOINT )”. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penggunaan kayu untuk pembangunan, saat ini membutuhkan penyediaan kayu dengan panjang yang sesuai dengan pemakaian, sedangkan panjang kayu yang tersedia di pasaran sangatlah terbatas. Masalah mengenai bentang kayu yang cukup panjang ini dapat diatasi dengan menyambung beberapa balok kayu menjadi satu kesatuan bentang yang utuh dan panjang sesuai dengan bentang kayu yang direncanakan sehingga masalah tersebut dapat teratasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kuat lentur dan modulus elastisitas sambungan vertikal horisontal (butt joint) menggunakan pryda claw nail plate dan perekat.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental. Dalam Penelitian ini dilakukan uji pendahuluan untuk mengetahui sifat fisika dan mekanika kayu kruing. Uji pendahuluan meliputi uji : kadar air, uji lentur dan uji geser. Kemudian dari hasil uji pendahuluan dapat digunakan untuk menentukan panjang kritis (Lcr) benda uji. Jumlah benda uji kuat lentur adalah 12 buah balok kayu dengan tiga variasi, masing-masing variasi dibuat 3 balok uji yaitu balok tanpa sambungan dan sambungan vertikal horisontal (butt joint) 1, 2 dan 3. Pengujian balok dilakukan dengan pembebanan statik untuk kondisi pada jarak sepertiga bentang. Pembebanan dihentikan apabila balok telah mengalami kerusakan.
Hasil pengujian kuat lentur kayu tanpa sambungan dan kuat lentur dengan sambungan vertikal horisontal (butt joint)1, 2 dan 3 adalah berturut turut sebagai
2 2 2 berikut : 720,19 kg/cm 2 ; 44,21 kg/cm ; 206,29 kg/cm ; 232,19 kg/cm . Hasil dari analisis modulus elastisitas kayu tanpa sambungan dan modulus elastisitas dengan
sambungan vertikal horisontal (butt joint) 1 ; 2 dan 3 adalah berturut turut sebagai
2 2 berikut : 132680,83 kg/cm 2 ; 88591,47 kg/cm ; 80968,48 kg/cm ; 118483,61 kg/cm 2 . Dengan melihat hasil kuat lentur diatas disimpulkan bahwa nilai kuat lentur
dari sambungan vertikal horisontal (butt joint) 1, sambungan vertikal horisontal (butt joint) 2 dan sambungan vertikal horisontal (butt joint) 3 mengalami peningkatan. Meningkatnya kuat lentur dipengaruhi oleh jumlah Claw Nail Plate pada sambungan, sehingga mengakibatkan semakin besar nilai kuat lentur yang diperoleh. Jumlah Claw Nail Plate yang semakin banyak, aksi komposit dan transformasi penampang menjadi lebih besar sehingga kuat lentur yang diperoleh juga semakin besar.
Kata kunci : kuat lentur, sambungan vertikal horisontal (butt joint), modulus elastisitas.
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya maka penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala yang sulit untuk penulis pecahkan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Non Reguler Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
4. Bapak Purnawan Gunawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I.
5. Bapak Agus Setya Budi, ST, MT selaku Dosen Pembimbing II.
6. Bapak Ir. Sumardi M.D. selaku Dosen Pembimbing Akademik.
7. Tim Penguji Pendadaran Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
8. Segenap Staf Pengajar dan Staf Administrasi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
9. Teman-teman seperjuangan yang selalu menemani saat susah maupun senang.
10. Seluruh Teman-teman Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
11. Bapak, Ibu dan Adik-adik tercinta yang sudah memberi motivasi dan doa dalam penyusunan skripsi.
12. Semua pihak yang turut membantu dalam penyelesaian skripsi.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun akan penulis terima dengan senang hati demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, Desember 2009
Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL …………….…………………………………………........... i HALAMAN PERSETIJUAN ……………….……………………..........................
ii HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................. iii HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ...................................................... iv ABSTRAK ...............................................................................................................
v KATA PENGANTAR .............................................................................................. vii
DAFTAR NOTASI
V = gaya geser σ
= tegangan normal akibat lentur (Mpa) M
= momen lentur (Nmm) Y
= jarak titik tinjau dalam penampang terhadap garis netral (mm)
I = momen inersia penampang (mm 4 )
τ = tegangan geser akibat lentur (Mpa) Q
= Luas penampang yang ditinjau terhadap garis netral (mm 3 ) Lcr
= Panjang kritis balok (mm) W (m)
= kadar air benda (%) m 1 = masa benda uji sebelum dikeringkan (g)
m 2 = masa benda uji setelah dikeringkan (g) Gm
= berat jenis ( gr/cm 3 )
3 = kerapatan kayu ( gr/cm ) w
= kerapatan pada benda uji pada kadar air w (gr/cm³) m w = massa benda uji pada kadar air w (g)
V w = volume benda uji pada kadar air w (cm³) MOE (E)
= modulus elastisitas (Mpa) L
= panjang balok (mm) δ
= lendutan balok (mm) Ls
= jarak tumpuan (cm) q
= berat sendiri sampel (kg/m) It
= momen inersia total penampang (cm 4 )
δ mak = lendutan maksimum (mm) MOR (Fb)
= kuat lentur benda uji (MPa) P mak
= beban maksimum yang bekerja pada benda uji (N)
b = lebar benda uji (mm) t
= tebal benda uji (mm).
a = jarak tumpuan terhadap beban (mm)
h = tinggi balok (mm)
Ls = jarak tumpuan (cm)
A 2 = luas penampang (mm ) Gb 3 = berat jenis dasar ( gr/cm )
E = modulus elastisitas rumus estimasi (Mpa)
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Benda Uji Pendahuluan ..........................................................................
27
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A : Hasil Uji Pendahuluan Lampiran B :
Hasil Uji Kuat Lentur Lampiran C :
Hasil Analisa Kuat Lentur dan Modulus Elastisitas Lampiran D :
Dokumentasi Penelitian Lampiran E :
Berkas Kelengkapan Skripsi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Indonesia merupakan negara tropis yang wilayahnya banyak terdapat area perhutanan. Dari hutan-hutan tersebut didapatkan berbagai macam hasil hutan, salah satunya adalah kayu. Kayu merupakan material yang diperoleh dari pohon. Di Indonesia kayu banyak digunakan untuk komponen-komponen bangunan karena kayu mempunyai kekuatan yang tinggi, lebih ringan dan mudah didapatkan. Semakin banyaknya penggunaan kayu sebagai bahan struktur mendorong masyarakat untuk melakukan penebangan liar guna memperoleh keuntungan pribadi. Dengan adanya penebangan liar, mengakibatkan kelangkaan batang kayu dengan bentang panjang dan ukuran besar. Hal ini terjadi karena penebangan liar dilakukan tanpa ada pertanggungjawaban untuk menanam pohon baru sebagai ganti dari pohon yang telah ditebangnya.
Seiring dengan berkurangnya persediaan kayu yang yang dihasilkan dari hutan, penggunaan kayu sebagai bahan struktur saat ini menuntut disediakannya panjang bentang kayu yang sesuai dengan pemakaian dalam konstruksi. Hal ini merupakan masalah yang perlu ditindak lanjuti mengingat terbatasnya panjang bentang kayu yang dibutuhkan pada saat ini.
Dengan adanya masalah-masalah seperti diatas, maka diperlukan solusi untuk mengatasi masalah tersebut agar kayu yang ada dapat digunakan sesuai permintaan. Salah satu alternatif pemecahan masalah tersebut adalah dengan teknik Dengan adanya masalah-masalah seperti diatas, maka diperlukan solusi untuk mengatasi masalah tersebut agar kayu yang ada dapat digunakan sesuai permintaan. Salah satu alternatif pemecahan masalah tersebut adalah dengan teknik
Penelitian ini menitikberatkan masalah teknik penyambungan. Untuk mendapatkan bentang yang panjang, balok-balok kayu dihubungkan dengan beberapa bentuk sambungan yaitu : finger joint, butt joint, scarft joint, fingerbutt joint, sambungan ekor merpati. Sambungan yang akan diteliti adalah sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan penyambung perekat penol epoxy dan pryda Claw nail plate. Kombinasi kedua bahan penyambung tersebut bertujuan untuk meningkatkan kuat lentur sambungan kayu dari penelitian yang sudah dilakukan oleh Tri Joko pada sambungan vertikal horisontal (butt joint) menggunakan perekat penol epoxy. Dengan teknik penyambungan tersebut diharapkan dapat menghasilkan sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan kuat lentur tinggi.
1.2 Perumusan Masalah
Kebutuhan kayu dengan bentang yang panjang memerlukan suatu sambungan dengan kekuatan yang tinggi, maka perlu dilakukan penelitian terhadap jenis sambungan yang digunakan untuk memperoleh kekuatan yang diinginkan. Dalam penelitian ini dipilih sambungan vertikal horisontal (butt joint) menggunakan alat sambung plat baja Pryda jenis Claw nail plate dan perekat penol epoxy untuk mengetahui seberapa besar kuat lentur yang dihasilkan.
1.3 Pembatasan Masalah
Agar penelitian ini dapat terarah dan sesuai dengan tujuan penelitian maka perlu dibatasi dengan lingkup permasalahan sebagai berikut :
a. Kayu yang dipakai adalah kayu kruing.
b. Perekat yang digunakan adalah jenis Penol Epoxy.
c. Jenis alat sambung yang dipakai adalah Pryda dengan jenis Claw Nail Plate dengan tipe 6C2 berukuran panjang 15,28 cm, lebar 5,14 cm dan tebal 0,1 cm.
d. Sambungan yang akan diteliti adalah sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan panjang sambungan 4h.
e. Pembuatan sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan alat manual.
f. Dimensi pengujian kuat lentur sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan tampang ( 6 cm x 10 cm x 200 cm ).
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kuat lentur dan modulus elastisitas balok kayu kruing tanpa sambungan dan balok kayu kruing sambungan vertikal horisontal (butt joint) menggunakan alat sambung pryda jenis Claw nail plate dan perekat Penol Epoxy.
1.5 Manfaat Penelitian
a. Memperoleh sambungan kayu yang berkekuatan tinggi dari pengujian kuat lentur sambungan vertikal horisontal (butt joint) menggunakan Claw nail plate dan perekat Penol Epoxy.
b. Memberi alternatif dalam penggunaan alat sambung kayu yang menghasilkan kekuatan optimum.
BAB 2 LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka
Kayu merupakan material alam yang mudah didapat dan juga mudah dikerjakan, sehingga kayu banyak digunakan untuk berbagai macam industri meubel dan konstruksi. Sedangkan pemilihan dan penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian, memerlukan pengetahuan tentang sifat-sifat kayu. Sifat-sifat ini penting sekali dalam industri pengolahan kayu sebab dari pengetahuan sifat tersebut tidak saja dapat dipilih jenis kayu yang tepat serta macam penggunaan yang memungkinkan, akan tetapi juga dapat dipilih kemungkinan penggantian oleh jenis kayu lainnya apabila jenis yang bersangkutan sulit didapat secara kontinyu atau terlalu mahal.
Menurut Benny Puspantoro (2002), kayu sebagai bahan bangunan mempunyai sifat yang menguntungkan dan merugikan. Sifat yang menguntungkan dari kayu adalah :
a. Mudah didapat dan relatif murah harganya dibandingkan bahan bangunan lain.
b. Mudah dikerjakan tanpa alat-alat berat khusus, misalnya mudah dipotong, dihaluskan, diukir ataupun disambung sabagai suatu konstruksi.
c. Bentuknya indah alami sehingga sering diexpose serat-seratnya sebagai hiasan ruang
d. Isolasi panas, sehingga rumah yang banyak menggunakan bahan kayu akan terasa sejuk nyaman.
e. Tahan zat kimia, seperti asam atau garam dapur.
f. Ringan, mengurangi berat sendiri dari bangunan, sehingga dapat menghemat ukuran fondasinya.
g. Serba guna, artinya dapat dipakai sebagai konstruksi bangunan, seperti kuda-kuda atap, langit-langit, pintu jendela, tiang atau dinding, selain itu dapat juga untuk alat bantu kerja sementara seperti bekesting untuk cor beton, bouwplank, tangga kerja dan lain sebagainya.
Sedangkan sifat yang merugikan dari kayu yaitu:
a. Mudah terbakar dan menimbulkan api.
b. Kekuatan dan keawetan kayu sangat tergantung dari jenis dan umur pohonnya, sedang kayu yang ada diperdagangan sulit ditaksir umurnya.
c. Cepat rusak oleh pengaruh alam, hujan/air menyebabkan kayu cepat lapuk, panas matahari menyebabkan kayu retak-retak.
d. Dapat dimakan serangga-serangga kecil sepertai rayap, bubuk dan kumbang.
Selain sifat-sifat diatas, ada beberapa sifat yang umum terdapat pada semua jenis kayu yaitu :
a. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa kimia berupa selulosa dan hemi selulosa (karbohidrat) serta lignin (non karbohidrat).
b. Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya (longitudinal, radial dan tangensial).
c. Kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopis, yaitu dapat menyerap atau melepaskan kadar air (kelembaban) sebagai akibat perubahan kelembaban dan suhu udara disekelilingnya.
d. Kayu dapat diserang oleh hama dan penyakit dan dapat terbakar terutama dalam keadaan kering.
2.1.1. Sifat Fisik Kayu
a. Berat dan Berat Jenis Berat suatu kayu tergantung dari jumlah zat kayu, rongga sel, kadar air dan zat ekstraktif didalamnya. Berat suatu jenis kayu berbanding lurus dengan
BJ-nya. Kayu mempunyai berat jenis yang berbeda-beda, kayu ringan mempunyai BJ lebih kecil dari 0,6; kayu agak berat mempunyai BJ 0,6-0,75 ; kayu berat mempunyai BJ 0,75-0,9 dan kayu sangat berat mempunyai BJ lebih besar dari 0,9. Umumnya makin tinggi BJ kayu, kayu semakin berat dan semakin kuat pula.
b. Keawetan Keawetan adalah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsur-unsur
perusak kayu dari luar seperti jamur, rayap, bubuk dll. Keawetan kayu tersebut disebabkan adanya zat ekstraktif didalam kayu yang merupakan unsur racun bagi perusak kayu. Zat ekstraktif tersebut terbentuk pada saat kayu gubal berubah menjadi kayu teras sehingga pada umumnya kayu teras lebih awet dari kayu gubal.
c. Warna Kayu yang beraneka warna macamnya disebabkan oleh zat pengisi warna
dalam kayu yang berbeda-beda.
d. Tekstur Tekstur adalah ukuran relatif sel-sel kayu. Berdasarkan teksturnya, kayu
digolongkan kedalam kayu bertekstur halus (contoh: giam, kulim dll), kayu bertekstur sedang (contoh: jati, sonokeling dll) dan kayu bertekstur kasar (contoh: kempas, meranti dll).
e. Arah Serat Arah serat adalah arah umum sel-sel kayu terhadap sumbu batang pohon.
Arah serat dapat dibedakan menjadi serat lurus, serat berpadu, serat berombak, serta terpilin dan serat diagonal (serat miring).
f. Higroskopis Kayu mempunyai sifat dapat menyerap atau melepaskan air. Makin lembab
udara disekitarnya makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Dalam kondisi kelembaban kayu sama dengan kelembaban udara disekelilingnya disebut kandungan air keseimbangan (EMC = Equilibrium Moisture Content).
2.1.2. Sifat Mekanik Kayu
a. Keteguhan Tarik Keteguhan tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tarik yaitu :
1) Keteguhan tarik sejajar arah serat dan
2) Keteguhan tarik vertikal horisontal arah serat. Kekuatan tarik terbesar pada kayu ialah keteguhan tarik sejajar arah serat.
Kekuatan tarik vertikal horisontal arah serat lebih kecil daripada kekuatan tarik sejajar arah serat.
b. Keteguhan Tekan / Kompresi Keteguhan tekan/kompresi adalah kekuatan kayu untuk menahan
muatan/beban. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tekan yaitu :
1) Keteguhan tekan sejajar arah serat dan
2) Keteguhan tekan vertikal horisontal arah serat.
Pada semua kayu, keteguhan vertikal horisontal serat lebih kecil daripada keteguhan kompresi sejajar arah serat.
c. Keteguhan Geser Keteguhan geser adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang
membuat suatu bagian kayu tersebut turut bergeser dari bagian lain di dekatnya. Terdapat 3 (tiga) macam keteguhan yaitu :
1) Keteguhan geser sejajar arah serat
2) Keteguhan geser vertikal horisontal arah serat dan
3) Keteguhan geser miring Keteguhan geser vertikal horisontal serat jauh lebih besar dari pada
keteguhan geser sejajar arah serat.
d. Keteguhan lengkung (lentur) Keteguhan lengkung/lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya
yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban mati maupun hidup selain beban pukulan. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan yaitu :
1) Keteguhan lengkung statik, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara perlahan-lahan.
2) Keteguhan lengkung pukul, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara mendadak.
e. Kekakuan Kekakuan adalah kemampuan kayu untuk menahan perubahan bentuk atau
lengkungan. Kekakuan tersebut dinyatakan dalam modulus elastisitas.
f. Keuletan Keuletan adalah kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah tenaga yang
relatif besar atau tahan terhadap kejutan-kejutan atau tegangan-tegangan yang berulang-ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian.
g. Kekerasan Kekerasan adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya yang membuat
takik atau lekukan atau kikisan (abrasi). Bersama-sama dengan keuletan, takik atau lekukan atau kikisan (abrasi). Bersama-sama dengan keuletan,
h. Keteguhan Belah Keteguhan belah adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang
berusaha membelah kayu. Sifat keteguhan belah yang rendah sangat baik dalam pembuatan sirap dan kayu bakar. Sebaliknya keteguhan belah yang tinggi sangat baik untuk pembuatan ukir-ukiran (patung). Pada umumnya kayu mudah dibelah sepanjang jari-jari (arah radial) dari pada arah tangensial.
Ukuran yang dipakai untuk menjabarkan sifat-sifat kekuatan kayu atau sifat mekaniknya dinyatakan dalam kg/cm2. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanik kayu secara garis besar digolongkan menjadi dua kelompok :
1) Faktor luar (eksternal): pengawetan kayu, kelembaban lingkungan, pembebanan dan cacat yang disebabkan oleh jamur atau serangga perusak kayu.
2) Faktor dalam kayu (internal): BJ, cacat mata kayu, serat miring dsb.
2.1.3. Macam Penggunaan Kayu Penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian tertentu tergantung dari sifat-sifat kayu yang bersangkutan dan persyaratan teknis yang diperlukan. Jenis-jenis kayu yang mempunyai persyaratan untuk tujuan pemakaian tertentu antara lain dapat dikemukan sebagai berikut :
a. Bangunan (Konstruksi) Persyaratan teknis : kuat, keras, berukuran besar dan mempunyai keawetan alam
yang tinggi. Jenis kayu : balau, bangkirai, belangeran, cengal, giam, jati, kapur, kempas,
kruing, lara, rasamala.
b. Veneer biasa Persyaratan teknis : kayu bulat berdiameter besar, bulat, bebas cacat dan beratnya
sedang.
Jenis kayu : meranti merah, meranti putih, nyatoh, ramin, agathis, benuang.
c. Industri Kertas Persyaratan teknis : lunak, mudah dikerjakan. Jenis kayu : bambu, cemara, firs, pinus dan tumbuhan berdaun jarum lainnya.
d. Mebel Persyaratan teknis : berat sedang,dimensi stabil, dekoratif, mudah dikerjakan,
mudah dipaku, dibubut, disekrup, dilem dan dikerat. Jenis kayu : jati, eboni, mahoni, rengas, ramin, meranti, sonokeling.
e. Lantai Persyaratan teknis : keras, daya abrasi tinggi, tahan asam, mudah dipaku dan
cukup kuat. Jenis kayu : balau, bangkirai, belangeran, bintangur, bongin, bungur, jati, kuku.
2.1.4 Alat Sambung
Alat sambung adalah bahan atau alat untuk menyatukan dua buah permukaan bahan dengan ikatan pada permukaan bahan.. Berdasarkan jenisnya alat penyambung dapat di golongkan sebagai berikut :
a. Perekat :
1) Perekat alam, contoh perekat alam seperti:glutin dan gassein.
2) Perekat sintesis terdiri dari : PVA-resinoid dispersion atau lem putih. Perekat kondensasi, terdiri dari cairan dan zat pengeras
3) Epoxy –Resin
4) Perekat kontak
5) Perekat Termoplastis, yaitu : Cellulose Adhesive, Acrylie Resin Adhesive, Polyvinyl Adhesive .
6) Perekat Termosetting, yaitu Urea Formaldehyde Resin, Phenolic Resin, Resorsiol Resin.
b. Paku, keuntungan paku sebagai alat sambung : 1). Efisiensi sambunganya cukup besar 2). Perlemahan kayu akibat sambungan relatif kecil
3). Cepat dalam perkerjaan 4). Tidak membutuhkan tenaga ahli 5). Harga paku relatif murah
c. Baut Baut banyak dipakai sebab mudah dalam pelaksanaanya, tersedia banyak ukuran,
mudah didapat, dan dapat dibongkar pasang. Kelemahan baut adalah efisiensinya rendah dan deformasi besar.
d. Pasak Beberapa jenis pasak adalah : a.) Pasak kayu, yang modern yaitu pasak kubler, keuntunganya adalah pasak dapat
memindahkan gaya yang lebih besar, dan deformasi sambungan relatif kecil. b.) Pasak cincin bergigi c.) Kokot buldog
e. Pryda Pada konstruksi kuda-kuda saat ini banyak menggunakan alat sambung paku, baut dan pelat baja penyambung (pelat konektor). Banyak ragam pelat baja, paku dan sejenisnya seperti ”gang nail” oleh J. Celvit Juriet pada tahun 1955, dan dipatenkan pertama kali pada tahun 1959. Dipasaran saat ini beredar plat baja konektor yang diproduksi oleh Pryda Australia yaitu Pryda Nailplate, yang merupakan pelat baja galvanis berpaku dan bergerigi. Ada dua macam plat baja ini yaitu Nail On Plates yang pemasanganya cukup dipaku, dan Claw Nailplate yang pemasanganya dengan cara memberikan tekanan pada pelat baja tersebut hingga gerigi terbenam secara merata pada kedua permukaan kayu yang disambung, yaitu dengan menggunakan mesin tekan khusus.
2.2. Landasan Teori
2.2.1 Pengertian Kayu
Kayu adalah salah satu bahan struktur yang sudah lama dikenal oleh masyarakat. Kayu sebagai hasil utama hutan akan tetap terjaga keberadaannya selama hutan dikelola secara lestari dan berkesinambungan. Bila dibanding dengan material struktur lain, material kayu memiliki berat jenis lebih ringan dan proses pengerjaannya dapat dilakukan dengan peralatan yang sederhana dan ringan. Sebagai bahan dari alam, kayu dapat terurai secara sempurna sehingga tidak ada istilah limbah pada konstruksi kayu.
2.2.2 Pengertian Sambungan Vertikal Horisontal (Butt Joint)
Sambungan vertikal horisontal (butt joint) dibuat dengan mengurangi bagian kayu secara vertikal dan horisontal. Dalam pembuatan sambungan vertikal horisontal, kayu dihilangkan 0,5h dari dua potong kayu dengan ukuran sama, sedang pengurangan bagian kayu secara horisontal diambil sebesar 2h-3h. Dalam penelitian ini panjang sambungan diambil 4h. Pengambilan panjang sambungan ini berdasarkan pada penelitian yang dilakukan oleh Tri Joko pada tahun 2009 tentang pengaruh panjang sambungan vertikal horisontal terhadap kuat lentur balok kayu. Dalam penelitian tersebut didapatkan kuat lentur tertinggi pada panjang sambungan 4h.
2.2.3 Pryda Claw Nail Plate
Pryda Australia merupakan pabrik industri dibidang konstruksi atap bangunan yang berasal dari Australia. Pryda telah mengembangkan teknologi rangka atap baja ringan dan penggunaan pelat baja galvanis bergigi runcing yang disebut Pryda Claw Nailplate sebagai alat sambung balok kayu.
Dalam Pryda Training Manual (2008). Ukuran claw nailplate untuk sambungan batang kayu lurus tersedia dalam 30 ukuran, yang disajikan dalam bentuk kode angka dan huruf. Misalnya 4C3 ; 4 (empat) menyatakan panjang 4 inch ; C merupakan kode dari claw nailplate ; dan 3 (tiga) menyatakan lebar 3 inch.
Pryda Claw Nail Plate dipasang pada sambungan kayu di bagian tinggi atau samping, penempatan ini mengacu pada standar pryda. Pemasangan Pryda Claw Nail Plate diatas dan dibawah bertujuan untuk memperkuat sambungan. Keunggulan dari pelat ini adalah :
a. Dipasang pada kayu tidak mengurangi luasan kayu karena menggunakan paku sebagai pengikat, sehingga perlemahan akibat sambungan relatif kecil dan dapat diabaikan.
b. Beban pada penampang lebih merata.
c. Konstruksi lebih kaku.
d. Mempunyai kekuatan tinggi karena terbuat dari baja galvanis.
e. Tahan lama dan tidak memerlukan perawatan khusus .
2.2.4. Kriteria Perencanaan Balok
Berdasarkan teori mekanika untuk tegangan geser balok tampang segi empat yang dibebani gaya tranversal statik akan timbul tegangan dan regangan internal. Sebagai bentuk perilaku perlawanan balok (Timoshenko dan Gere,1996).
Untuk mencari besarnya kuat lentur perlu diperhatikan momen yang terjadi pada saat Untuk mencari besarnya kuat lentur perlu diperhatikan momen yang terjadi pada saat
M m ax 1/6P L
Gambar 2.1 Kondisi pembebanan
Gambar 2.2 Diagram Tegangan lentur dan Geser (a) Penampang balok (b) Diagram tegangan lentur (c) Diagram tegangan geser
Perhitungan kesetimbangan statis balok bertumpu sederhana untuk kondisi pembebanan seperti pada Gambar 2.1 menggunakan Persamaan 2.1-2.6.
R A =D A = 1/2P dan R B =D B 1/2P ……………………………….…………...(2.1) M maks = 1/6.P.L .…………………………………………………………….....(2.2) Hubungan tegangan-regangan terhadap perilaku balok yang dibebani beban dengan arah tranversal sumbu longitudinal diperoleh : M . y
P . 1 / 6 L …...………………………………………………………..…..(2.4) y
1 / 6 L . y Tegangan geser dinyatakan dalam bentuk rumus sebagai berikut :
V . Q ……………………………………………………………….………(2.6) V . Q ……………………………………………………………….………(2.6)
V = gaya geser σ = tegangan normal akibat lentur (Mpa)
M = momen lentur (Nmm) Y = jarak titik tinjau dalam penampang terhadap garis netral tampang (mm)
I = momen inersia penampang (1/12 bh 3 ) (mm 4 )
τ = tegangan geser akibat lentur (Mpa) Q = Luas penampang yang ditinjau terhadap garis netral (mm 3 )
2 = b . ½ h . ½ y = b ½ h . ¼ h = 1/8 b h
b = lebar balok (mm)
2.2.5. Panjang Kritis Balok
Untuk kondisi pembebanan terpusat dengan jarak 1/3 dari jarak tumpuan maka perhitungan panjang kritis balok terjadi kegagalan lentur dan geser secara bersamaan ditentukan dengan Persamaan 2.7.
6 . . h L cr
8 . dengan L cr = panjang kritis balok terjadi lentur dan geser (mm), σ = tegangan lentur (Mpa), h = tinggi balok (mm), dan τ = tegangan geser (Mpa).
2.2.6 Kadar Air
Kadar air kayu adalah banyaknya air yang ada didalam sepotong kayu dinyatakan sebagai porsentase dari berat kayu kering oven. Kadar air berdasarkan Tata cara Perencanaan Stuktur Kayu Untuk Bangunan Gedung dihitung menggunakan Persamaan 2.8.
m 1 m 2 W=
x 100 0 0 ...................………………………………....……...........(2.8) m 2
Dengan: W
= kadar air benda uji (%) m 1 = masa benda uji sebelum dikeringkan (g)
m 2 = masa benda uji setelah dikeringkan (g)
2.2.7. Berat Jenis
Berat jenis kayu adalah Perbandingan berat kayu terhadap volume air yang sama dengan volume kayu tersebut dengan menggunakan berat kayu kering sebagai dasar.
Setiap jenis kayu mempuyai berat yang berbeda, berkisar antara 0,2-1,28. Berdasarkan Tata cara Perencanaan Stuktur Kayu Untuk Bangunan Gedung dihitung menggunakan Persamaan 2.9.
p Gm =
1000 1 m / 100
Dengan : Gm
= berat jenis p
= kerapatan kayu m
= kadar air
2.2.8. Kerapatan
Kerapatan adalah perbandingan berat kadar air awal dengan volume. Berdasarkan Tata cara Perencanaan Stuktur Kayu Untuk Bangunan Gedung dihitung menggunakan Persamaan 2.10.
= m w
Dengan: w
= kerapatan pada benda uji pada kadar air w (g/cm³) m w = massa benda uji pada kadar air w (g)
V w = volume benda uji pada kadar air w (cm³)
2.2.9. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas merupakan sifat elastis kayu yang penting sebagai ukuran ketahanan terhadap perpanjangan apabila kayu mengalami tarikan, atau pemndekan apabila kayu mengalami tekanan selama pembebanan berlangsung dengan kecepatan pembebanan konstan. Dalam hal ini yang menjadi tolak ukur adalah besaran modulus elastisitas. Nilai modulus elastisitas (MOE) dapat dihitung dengan Persamaan 2.11.
P . L 3 MOE ( E ) ………………………………...........……………..…….(2.11)
48 . . I dengan : MOE (E)
= modulus elastisitas (Mpa) P
= beban maksimum (N) L
= panjang balok (mm) δ
= lendutan balok (mm)
I 4 = momen inersia (mm )
M m ax 1/6PL
Gambar 2.3 Pengujian Modulus Elastisitas
Pada Gambar 2.3 terlihat bahwa defleksi maksimum terjadi di tengah bentang dan untuk mencari modulus elastisitas berdasarkan defleksi maksimum, sehingga modulus elastisitas dapat dicari menggunakan Persamaan 2.12.
Modulus Elastisitas (E)
24 . I t .
384 . I t .
(kg/cm )
..........(2.12) Dengan:
= beban maksimum (kg)
Ls
= jarak tumpuan (cm)
= berat sendiri sampel (kg/m)
It = momen inersia total penampang (cm 4 ) δ
= defleksi balok (cm)
Perhitungan modulus elastisitas juga dapat dilakukan dengan menggunakan rumus empiris. Perhitungan modulus elastisitas lentur (E w ) dilakukan dengan Persamaan 2.13-2.16 yaitu rumus estimasi kuat acuan:
w 16000G MPa........................................................................................(2.13)
Dimana :
G = berat jenis pada kadar air 15 % =
b .....................................(2.14)
1 1 , 33 G b
G b m = berat jenis dasar =
11 0 , 265 aG m
30 m
a .....................................................................................................(2.16)
2.2.10. Lendutan Balok
Pembebanan lateral pada balok mengakibatkan terjadinya lendutan. Besarnya lendutan maksimum yang terjadi akibat pembebanan terpusat dengan jarak 1/3 dari jarak tumpuan, ditinjau dalam Persamaan 2.17.
P . a 2 2 mak .( 3 L 4 a ) ………………………………………..…………(2.17)
24 . E . I 24 . E . I
P = beban pada balok (N)
a = jarak beban terhadap tumpuan (mm) L
= panjan balok (mm)
E = modulus elastisitas balok (Mpa)
I = momen inersia (mm 4 )
2.2.11. Kuat Lentur
kuat lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk manahan beban-baban mati maupun hidup selama beban pukulan yang harus dipikul oleh kayu tersebut. (Dumanauw, 1990).
Kuat lentur (MOR) ditentukan dengan menggunakan Persamaan 2.18-2.19 untuk kondisi pembebanan terpusat ditengah bentang :
2 . b . t Untuk kondisi pembebanan terpusat dengan jarak 1/3 dari tumpuan :
3 . p . a MOR ( Fb )
b . h Dengan : MOR (Fb)
= kuat lentur benda uji (MPa) P mak
= beban maksimum yang bekerja pada benda uji (N)
b = lebar benda uji (mm) t
= tebal benda uji (mm)
a = jarak tumpuan terhadap beban (mm)
h = tinggi balok (mm)
Mmax = 1/6 pl
SFD
Gambar 2.4 Diagram Bidang Geser dan Bidang Momen
Dari Gambar 2.4 terlihat bahwa momen mencapai maksimum pada tengah bentang, kuat lentur yang dicari merupakan kuat lentur yang terjadi pada momen maksimum, sehingga digunakan Persamaan 2.20.
Kuat Lentur ( F b )
( kg/cm 2 )
......................(2.20) Dengan: P
= beban maksimum (kg) M
= momen maksimum (kg.cm) Ls
= jarak tumpuan (cm) It
= momen inersia total penampang (cm 4 )
q = berat sendiri sampel (kg/cm) y
= ordinat titik berat (cm)
2.2.12 Balok Komposit
Balok komposit merupakan gabungan dari beberapa bahan dengan jenis yang berbeda. Sebagai contoh, balok sandwich yang terdiri atas dua muka tipis dari bahan berkekuatan relatif tinggi yang dipisahkan oleh sebuah inti tebal dari bahan berkekuatan relatif rendah. Karena pada bagian muka mempunyai jarak terbesar dari sumbu netral ( dimana tegangan lentur terbesar ), maka bagian tersebut berfungsi seperti flens pada balok I. Inti berfungsi sebagai pengisi dan memberikan dukungan pada muka serta menstabilkan terhadap kerut atau tekuk.
Modulus elastisitas bahan yang berbeda akan mempengaruhi momen inersia penampang. Hal ini mengakibatkan penampang pada balok mengalami transformasi yang mana tegangan pada bahan sebanding dengan modulus elastisitasnya, dan dapat diasumsikan bahwa tegangan normal di inti dapat diabaikan sehingga bahan dapat beraksi sebagai kesatuan utuh untuk menahan semua tegangan lentur.
Perhitungan tegangan tertransformasi pada balok komposit dapat menggunakan Persamaan 2.21 berikut ini : M . y
. n .......................................................................................................(2.21)
dengan: σ = tegangan lentur (MPa)
M = momen lentur (Nmm) y = jarak titik tinjau dalam penampang terhadap garis netral tampang (mm)
I 4 T = momen inersia tertransformasi (mm )
n = rasio modulus elastisitas bahan ( 2 )
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Tinjauan Umum
Berdasarkan penelitian yang sudah pernah dilakukan pada sambungan vertikal horisontal (butt joint) menggunakan perekat penol epoxy didapatkan kuat lentur yang terbesar pada panjang sambungan 4h, maka pada penelitian ini digunakan panjang sambungan 4h. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kuat lentur dari sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan perekat penol epoxy dan alat sambung pryda Claw nail plate. Untuk mengetahui kuat lentur optimal maka digunakan variasi pemasangan pryda seperti : balok sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan pemasangan pryda pada kedua sisi tinggi kayu (BJ 1), balok sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan pemasangan pryda pada kedua sisi tinggi kayu dan satu sisi lebar (BJ 2), balok sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan pemasangan pryda pada kedua sisi tinggi kayu dan kedua sisi lebar (BJ 3)
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental laboratorium. Metode eksperimental laboratorium adalah suatu penelitian yang berusaha untuk mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi terkontrol secara ketat dan dilakukan di laboratorium dengan urutan kegiatan yang sistematis dalam memperoleh data sampai data tersebut berguna sebagai dasar pembuatan kesimpulan.
Dalam penelitian ini terdapat dua variabel, yaitu Variabel Terikat dan Variabel bebas. Variabel terikat dari penelitian ini adalah nilai kuat lentur dari balok, sedangkan Variabel bebasnya adalah jumlah pryda.
3.2. Bahan Penelitian
3.2.1. Kayu
Kayu yang digunakan untuk penelitian adalah kayu kruing. Kayu kruing ini mudah didapat dipasaran dengan harga yang terjangkau dan permukaan kayunya memiliki karakteristik halus. Kayu kruing yang digunakan sebagai sampel penelitian berukuran 6/10 x 220 cm, dengan jarak antar tumpuan 200 cm.
3.2.2. Alat Sambung
Dalam penelitian ini digunakan dua macam bahan penyambung :
a. Perekat Bahan perekat yang digunakan adalah penol epoxy. Penol epoxy ini terdiri dari dua macam komponen yaitu komponen perekat (resin) dan komponen pengeras (hardener). Komponen resin adalah cairan bening tidak berbau lebih cair dibandingkan dengan komponen hardener yang berwarna kuning transparan dan liat.
b. Plat penyambung Alat sambung yang digunakan adalah pelat baja yang diproduksi oleh Pryda Australia jenis Claw Nail Plate yang terbuat dari baja galvanis. Pelat ini merupakan lempengan pelat baja yang bergerigi sebagai pencengkeram atau pengikat agar sambungan kayu tidak lepas dan mampu menahan gaya yang bekerja pada sambungan. Cara pemasangan Claw Nail Plate adalah dengan cara memberikan tekanan pada pelat baja tersebut hingga gerigi terbenam secara merata pada kedua permukaan kayu yang disambung, yaitu dengan menggunakan mesin tekan khusus.
3.2.2.1. Teori Sambungan Pryda
Ada dua cara mekanisme penyambungan menggunakan pelat konektor yaitu : Ada dua cara mekanisme penyambungan menggunakan pelat konektor yaitu :
b. Pemasangan secara manual, yaitu pemasangan pelat konektor tanpa mesin khusus, cukup dengan memaku pelat dengan menggunakan paku dan palu, cara ini digunakan untuk pemasangan pelat konektor jenis nail on plate.
3.2.2.2. Langkah Penyambungan
Kayu dipotong dan dibentuk sesuai dengan ukuran panjang dan besar yang telah direncanakan. Kemudian bagian dalam sambungan kayu diberi perekat penol epoxy secara merata. Permukaan kayu yang akan disambung dengan Pryda diikat menggunakan strapluss kayu. Kayu yang telah diikat harus rapat dan lurus agar pembebanan dapat merata dan kayu tidak mengalami kerusakan. Pemasangan plat Pryda jenis Claw Nail plate dengan cara memberikan tekanan pada pelat baja tersebut hingga gerigi terbenam secara merata pada kedua permukaan kayu yang disambung, yaitu dengan menggunakan mesin tekan khusus.
3.3. Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu: Peralatan Pembuatan benda uji dan peralatan pengujian sifat fisika dan mekanika balok.
3.3.1. Peralatan pengujian sifat Fisika dan Mekanika balok
a. Oven Oven digunakan untuk mengeringkan kayu pada saat pengujian kadar air. Pengeringan kayu dengan oven bertujuan untuk mencari berat kering benda uji. Pengeringan benda uji dengan oven dihentikan setelah didapatkan berat benda uji stabil. Oven yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kapasitas suhu hingga
C. Oven dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Oven kapasitas 200 ο C
b. Timbangan elektrik Timbangan yang dipakai pada penelitian ini mempunyai ketelitian sampai 1 gram. Alat ini digunakan untuk mengukur berat benda uji dalam pengukuran kerapatan dan kadar air benda uji pendahuluan. Timbangan elektrik dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Timbangan Elektrik
c. Universal Testing Machine (UTM) Universal Testing Machine (UTM) merupakan Alat yang digunakan untuk menguji sifat mekanika kayu. Alat ini menggunakan sistim hidrolis untuk memberikan gaya pada benda uji. Pada penelitian ini Universal Testing Machine (UTM) digunakan untuk menguji kuat geser kayu kruing. Universal Testing Machine (UTM) dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Universal Testing Machine
3.3.2. Peralatan untuk pengujian balok sambungan
a. Loading Frame dan Hidraulik jack Alat ini digunakan untuk menguji kuat lentur benda uji kayu. Loading Frame berupa portal segi empat yang terbuat dari baja dan ketinggiannya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Pada Loading Frame terdapat tempat kedudukan pengujian sambungan balok butt joint dengan tumpuan sendi-rol. Hidraulik jack merupakan alat yang memberi beban pada benda uji. Kapasitas beban maksimal yang mampu dihasilkan Hidraulik jack adalah 25 ton. Loading Frame dan Hidraulik jack pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Loading Frame
b. Dial gauge Dial gauge digunakan untuk mengukur besarnya lendutan yang terjadi pada balok saat pembebanan berlangsung. Alat ini ditempatkan di tengah bentang balok b. Dial gauge Dial gauge digunakan untuk mengukur besarnya lendutan yang terjadi pada balok saat pembebanan berlangsung. Alat ini ditempatkan di tengah bentang balok
Gambar 3.5 Dial Gauge
c. Load cell Load cell digunakan untuk mengetahui interval penambahan beban yang diberikan pada benda uji. Alat ini dihubungkan dengan transducer untuk membaca penambahan beban yang terjadi. Kapasitas alat ini adalah 50 ton. Load cell dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Load Cell
d. Hidraulic pump Alat ini digunakan untuk memberikan tekanan pada hidraulic jack saat pengujian lentur balok. Cara kerja alat ini adalah dengan cara memompa untuk memberikan tekan pada hidraulic jack. Hidraulic Pump dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Hidraulic Pump
e. Transducer Alat ini digunakan untuk membaca secara digital data interval penambahan beban yang diterima load cell. Untuk mendapatkan data penambahan beban secara digital alat ini dihubungkan dengan load cell. Besarnya interval penambahan beban dapat diatur sesuai kebutuhan. Transducer dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Transducer
3.4. Benda Uji
3.4.1. Benda Uji Pendahuluan
Ukuran dan bentuk benda uji untuk pengujian sifat fisika dan mekanika kayu mengikuti standar ISO (Internasional Standard Organization), meliputi benda uji kerapatan dan kadar air, kuat tekan sejajar serat dan kuat tekan vertikal horisontal serat, kuat geser sejajar serat, kuat lentur (MOR) dan Modulus elastisitas (MOE). setiap pengujian dilakukan perulangan sebanyak 3 kali sehingga jumlah total pengujian beban adalah 12 spesimen, seperti terlihat dalam Tabel 3.1. Tabel 3.1. Benda Uji Pendahuluan
No
Jenis pengujian
Jumlah
1 Kerapatan dan Kadar air
2 Kuat Tekan Sejajar Serat
3 Kuat Geser
4 Kuat Lentur (MOR) dan Modulus Elastisitas (MOE)
Jumlah
3.4.2. Benda Uji Balok Kayu
Benda uji balok kayu dibuat sebanyak 12 buah dengan empat macam variasi dan masing-masing variasi dibuat 3 buah balok uji., yaitu: balok sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan pemasangan pryda pada kedua sisi tinggi kayu (BJ 1), balok sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan pemasangan pryda pada kedua sisi tinggi kayu dan satu sisi lebar (BJ 2), balok sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan pemasangan pryda pada kedua sisi tinggi kayu dan kedua sisi lebar (BJ 3) dan balok tanpa sambungan (BTS)
Dalam penelitian ini perlu pembanding, pembanding tersebut adalah balok tanpa sambungan, hal ini perlu untuk mengetahui perbedaan kuat lentur antara balok sambungan dengan tanpa sambungan. Penamaan-penamaan atau kode balok sudah disebutkan diatas. Untuk mengetahui jumlah benda uji kuat lentur dapat dilihat pada Tabel 3.2. Tabel 3.2. Jumlah benda uji balok
Jenis Balok
Kode
Dimensi
Jumlah Benda
Benda Uji
cm
Uji
Balok tanpa sambungan
3 Balok Butt Joint 1
BTS
6 x 10
3 Balok Butt Joint 2
BJ 1
6 x 10
3 Balok Butt Joint 3
Keterangan : BTS : Balok Tanpa Sambungan BJ 1 : Sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan pemasangan Claw
Nail Plate pada kedua sisi tinggi kayu. BJ 2 : Sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan pemasangan Claw Nail Plate pada kedua sisi tinggi kayu dan satu sisi lebar. BJ 3 : Sambungan vertikal horisontal (butt joint) dengan pemasangan Claw Nail Plate pada kedua sisi tinggi kayu dan kedua sisi lebar
3.5. Tahapan Metodologi Penelitian
Tahapan metodologi penelitian merupakan urutan kegiatan yang dilaksanakan secara sistematis, logis dengan mempergunakan alat bantu ilmiah yang bertujuan untuk memperoleh kebenaran suatu objek permasalahan.
Secara garis besar pelaksanaan penelitian dengan tahap-tahap sebagai berikut:
a. Tahap 1 : Tahap persiapan awal
b. Tahap 2 : Tahap pemilihan bahan dan peralatan
c. Tahap 3 : Tahap uji pendahuluan
d. Tahap 4 : Tahap pembuatan benda uji kayu
e. Tahap 5 : Tahap pengeringan benda uji sambungan jari
f. Tahap 6 : Tahap pengujian
g. Tahap 7 : Tahap analisis pengujian
3.5.1 Tahap Persiapan Awal
Semua bahan dan peralatan yang akan digunakan dalam penelitian disiapkan terlebih dahulu, antara lain bahan, peralatan, maupun program kerjanya sehingga penelitian yang akan dilakukan dapat berjalan dengan lancar. Peralatan yang akan digunakan diperiksa sebelumnya untuk mengetahui kelayakan alat dalam pelaksanaan penelitian
3.5.2 Tahap Pemilihan Bahan dan Peralatan
Bahan utama penelitian ini adalah balok kayu kruing yang telah dipilih batang yang lurus, tidak mempunyai cacat fisik dan tidak mempunyai mata kayu dengan ukuran yang disyaratkan. Peralatan yang digunakan adalah gergaji, serut kayu, mistar siku, palu serta pensil atau spidol.
3.5.3 Tahap Uji Pendahuluan
Tahap uji pendahuluan meliputi : kadar air, uji lentur dan uji geser, tujuan dari tahap ini adalah untuk menentukan panjang benda uji kayu Lcr. Benda uji pendahuluan kadar air, uji lentur dan uji geser dapat dilihat pada Gambar 3.9, Gambar 3.10 dan Gambar 3.11.
Gambar 3.9 Benda Uji kadar air kayu kruing
135 m
135 m
Gambar 3.10 Benda Uji Pendahuluan Kuat Lentur
20-25 mm
2 0 -2 5
20-25 mm
Gambar 3.11 Benda Uji Pendahuluan Kuat Geser Kayu
3.5.4 Tahap Pembuatan Benda Uji Kayu