PENGARUH PANJANG BATANG TERHADAP KUAT TEKAN KOLOM LAMINATED VENEER LUMBER (LVL) DARI BAHAN KAYU SENGON (PARASERIANTHES FALCATARIA L

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH PANJANG BATANG TERHADAP KUAT TEKAN KOLOM LAMINATED VENEER LUMBER (LVL) DARI BAHAN KAYU SENGON (PARASERIANTHES FALCATARIA L. NIELSEN) (Influence of Length to Pressure strength column of Laminated Veneer Lumber (LVL) from Sengon (Paraserianthes Falcataria L. Nielsen))

SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

FIRDAUS AKBAR NIM. I 0108097 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Firdaus Akbar, 2012, Pengaruh Panjang Batang Terhadap Kuat Tekan Kolom Laminated Veneer Lumber (LVL) Dari Bahan Kayu Sengon (Falcataria L. Nielsen). Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Eksploitasi kayu yang terus menerus untuk memenuhi kebutuhan material akan kegiatan konstruksi mengakibatkan berkurangnya ketersediaan kayu yang berkekuatan tinggi. Kayu Laminated Veneer Lumber (LVL) merupakan inovasi sebagai alternatif material pengganti kayu konvensional karena kayu LVL diproduksi dari kayu yang masa tumbuhnya cepat. Kayu LVL sendiri memiliki kualitas dan kekuatan yang setara dengan kayu masif konvensional. Sistem sruktur suatu bangunan terdapat batang-batang yang mengalami beban desak. Beban desak yang berlebihan pada suatu batang dapat mengakibatkan kegagalan batang dalam melawan beban desak tersebut. Kegagalan tersebut dinamakan tekuk (buckling). Tekuk yang terjadi dapat menimbulkan ketidakseimbangan pada suatu sistem struktur, sehingga struktur tersebut berpotensi mengalami kegagalan dalam menahan beban. Penelitian ini dilakukan dengan menguji tekuk benda uji berupa batang tunggal dan batang ganda LVL kayu sengon dengan kelangsingan 15, 30, 40, 50, 60, 80. Pengujian tekuk dilakukan dengan membebani secara sentris benda uji secara bertahap sampai benda uji tidak lagi mempunyai tahanan terhadap beban. Hasil penelitian menunjukan bahwa persentase penurunan beban terbesar pada batang tunggal terjadi pada peralihan panjang antara 208 mm dan 260 mm, yaitu sebesar 14,51%. Persentase penurunan terbesar pada batang ganda terjadi pada peralihan panjang antara 561,9 mm dan 749, 2 mm, yaitu sebesar 44,87%. Beban maksimum hasil pengujian pada batang tunggal lebih besar daripada beban maksimum hasil perhitungan teoritis, sedangkan beban maksimum hasil pengujian pada batang ganda lebih kecil daripada beban maksimum hasil perhitungan teoritis. Kelangsingan 15 terjadi kegagalan material (crushing failure) pada batang tunggal maupun ganda. Kata Kunci : Laminated Veneer Lumber, tekuk, kelangsingan

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT Firdaus Akbar, 2012, Influence of Length To Pressure Strength column of Laminated Veneer Lumber (LVL) from Sengon (Falcataria L. Nielsen). Final Report. Department of Civil Engineering, University of Sebelas Maret, Surakarta The exploitation on wood to meet a demand for material construction effects to decrease of strong wood. Laminated Veneer Lumber (LVL) is innovative wood material as substiture conventional wood material since it is produced from fast growing trees. LVL wood has quality and strength as good as conventional wood. there is structure element which hold compressive load. The excessive compressive load on element structure effects buckling. The buckling can make unstable structure so that the structure will fail in holding the load. This research is carried out by tested of buckling on single shaft and double shaft which have slenderness at 15, 30, 40, 50, 60, 80. Both of single shaft and double shaft is loaded gradually until there is not resistance of load. The results of research shows that the biggest percentage of load decrease in single shaft occurred in changing of length between 208 mm and 260 mm. The biggest percentage of load decrease in single shaft is 14,51%. For double shafts, biggest percentage of load decrease occurred in changing of length between 561,9 mm and 749,2 mm. The biggest percentage of load decrease in single shaft is 44,87% . Maximum load on single shaft which get from testing is greater than theoretical calculation. However, the maximum load on double shafts which get from testing is smaller than theoretical calculation. There is cruching material failure in single and double shafts with slenderness at 15. Key words : Laminated Veneer Lumber, buckling, slenderness

commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Puji Syukur atas rahmat, hidayah, dan pertolongan-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul “ Pengaruh Panjang Batang Terhadap Kuat Tekan Kolom Laminated Veneer Lumber (LVL) Dari Bahan Kayu Sengon (Falcataria L. Nielsen) “ guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Dari Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusun mendapat bantuan dari segala pihak dalam proses penyusunan skripsi ini sehingga berbagai kendala dapat diatasi. Oleh karena itu penyusun ingin memberikan penghargaan dan mengucapkan terima kasih kepada : 1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta, 3. Bapak Achmad Basuki, ST, MT selaku dosen pembimbing I, 4. Bapak Stefanus Adi Kristiawan, ST, M.Sc, Ph.D selaku dosen pembimbing II, 5. Ir. Budi Laksito selaku pembimbing akademik, 6. Dosen Pengajar, staf pengajaran, staf perpustakaan, staf laboratorium, dan karyawan di lingkungan Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret, 7. Kedua orang tua dan adik saya 8. Teman seperjuangan Rizaldi Gunawan, 9. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil angkatan 2008, dan semua pihak yang telah membantu secara langsung maupun tidak langsung yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran yang konstruktif penyusun harapkan untuk kesempurnaan skripsi ini dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukan.

Surakarta, November 2012

Penyusun commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................................... iv ABSTRAK ............................................................................................................... v KATA PENGANTAR ............................................................................................. vii DAFTAR ISI ............................................................................................................ viii DAFTAR TABEL ....................................................................................................xi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xii DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ....................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xv

BAB 1. PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang Masalah ...................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ……………………………………………………………... 2 1.3 Batasan Masalah ……………………………………………………………......2 1.4 Tujuan Penelitian …………………………………………………………........ 3 1.5 Manfaat Penelitian …………………………………………………………….. 3

BAB 2. DASAR TEORI ………………………………………………………...... 4 2.1 Tinjauan Pustaka ………………………………………………………………. 4 2.2 Dasar Teori …………………………………………………………………......6 2.2.1. Kayu Laminasi ………………………………………………………...... 6 2.2.2. Kayu Sengon ……………………………………………………………. 6 2.2.3. Sifat Khas dan Keutamaan LVL ………………………………………... 7 2.2.4. Vinir …………………………………………………………………...... 8 2.2.5. Teknik Pembuatan Laminated Veneer Lumber (LVL) …………………. 9 2.2.6. Sifat Fisis Laminated Veneer Lumber (LVL) ........................................... 12 2.2.7. Sifat Mekanis Laminated Veneer Lumber (LVL) .................................... 13 commit to user 2.2.8. Tekuk dan Stabilitas .................................................................................. 14

viii


digilib.uns.ac.id

2.2.9. Mekanisme Tekuk ..................................................................................... 15 2.2.10. Beban Kritis ............................................................................................ 17 2.2.11. Tekuk Euler ............................................................................................. 17 2.2.12. Tegangan Tekuk Kritis ............................................................................ 19 2.2.13. Panjang Efektif Kolom ............................................................................ 20 2.2.14. Tahanan Kolom Prismatis Kayu .............................................................. 21 2.2.15. Kolom Berspasi ...................................................................................... 25

BAB 3. METODE PENELITIAN ……………………………………………….. 26 3.1 Tinjauan Umum ……………………………………………………………….. 26 3.1.1 Metode Penelitian ……………………………………………………….. 26 3.1.2 Benda Uji Penelitian …………………………………………………….. 26 3.1.3 Variabel yang Digunakan ……………………………………………….. 27 3.2 Tahapan Metodologi Penelitian ……………………………………………...... 27 3.3 Peralatan Penelitian …………………………………………………………..... 28 3.4 Diagram Alir Penelitian ……………………………………………………….. 34

BAB 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ……………………………… 35 4.1 Data Hasil Pengujian …………………………………………………………... 35 4.1.1 Hasil Pengujian Tekuk Batang Tunggal Kayu LVL …………………..... 35 4.1.2 Hasil Pengujian Tekuk Batang Ganda Kayu LVL ……………………… 41 4.2 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian dan Teoritis ……….. 46 4.2.1 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian dan Teoritis Pada Batang Tunggal …………………………………………………… 46 4.2.2 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian dan Teoritis Pada Batang Ganda ……………………………………………………... 51 4.3 Pembahasan …………………………………………………………………..... 56

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………………….. 60 5.1 Kesimpulan ……………………………………………………………………. 60 5.2 Saran …………………………………………………………………………… 60 commit to user

ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………... 61 LAMPIRAN

commit to user

x


digilib.uns.ac.id

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Kegiatan konstruksi yang saat ini masih terus dilakukan menuntut penyediaan material bangunan. Penyediaan material bangunan harus dilakukan secara berkesinambungan agar kegiatan konstruksi dapat berjalan lancar. Banyak Upaya yang dilakukan dalam mencari material bangunan yang sifatnya berkesinambungan.

Saat ini kayu merupakan salah satu material bangunan yang masih digunakan dalam kegiatan konstruksi. Ketersediaan kayu sebagai material bangunan dapat terjaga karena kayu merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui (Natural Renewable Resources). Kayu sebagai material bangunan memiliki keunggulan dibandingkan material bangunan yang lainnya. Keunggulan kayu diantaranya proses aplikasi pada konstruksi mudah dan mempunyai berat jenis yang ringan.

Seiring dengan meningkatnya penggunaan kayu sebagai material bangunan dalam kegiatan konstruksi meangakibatkan eksploitasi kayu yang berlebihan. Kayu yang digunakan dalam kegiatan konstruksi umumnya merupakan kayu yang mempunyai kualitas yang baik dan umur kayu yang tua. Penebangan pohon yang terus menerus dilakukan dalam rangka mendapatkan kayu yang mempunyai kualitas yang baik mengkibatkan

kurangnya

ketersediaan

kayu

tersebut.

Perlu

upaya

untuk

menanggulangi kekurangan ketersediaan kayu yang mempunyai kualitas yang baik tersebut.

Salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam mengatasi masalah tersebut yaitu dengan menggunakan Laminated Veneer Lumber (LVL) kayu sengon sebagai material bangunan untuk kegiatan konstruksi. Laminated Veneer Lumber (LVL) kayu

commit to user 1


digilib.uns.ac.id 2

sengon merupakan kayu yang diproduksi dari kayu yang masa tumbuhnya singkat sehingga dapat terjamin ketersediaannya. Laminated Veneer Lumber (LVL) kayu sengon

dibuat

dengan

cara

merekatkan

lembaran-lembaran

kayu

dengan

menggunakan adhesive sehingga terbentuk kayu utuh. Kayu LVL mempunyai kekuatan yang setara dengan kayu konvensional sehingga layak digunakan sebagai material bangunan.

Sistem sruktur suatu bangunan terdapat batang-batang yang mengalami beban desak. Aplikasi batang yang mengalami beban desak dapat dilihat pada kolom, kuda-kuda, dan lain-lain. Beban desak yang berlebihan pada suatu batang dapat mengakibatkan kegagalan batang dalam melawan beban desak tersebut. Kegagalan tersebut dinamakan

tekuk

(buckling).

Tekuk

yang

terjadi

dapat

menimbulkan

ketidakseimbangan pada suatu sistem struktur. Sehingga struktur tersebut berpotensi mengalami kegagalan dalam menahan beban. 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, maka dapat dirumuskan suatu masalah sebagai berikut: a. Bagaimana pengaruh variasi panjang terhadap kuat tekan pada Laminated Veneer Lumber (LVL) kayu sengon? b. Bagaimana perbandingan hasil uji dengan teori tekuk pada LVL kayu sengon?

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi penelitian agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas maka perlu adanya batasan sebagai berikut: a. Jenis kayu yang digunakan adalah kayu Laminated Veneer Lumber (LVL) dengan bahan dasar kayu sengon atau falcata.

commit to user


digilib.uns.ac.id 3

b. LVL kayu sengon merupakan produk fabrikasi yang diperoleh dari PT. Sumber Graha Sejahtera c. LVL kayu sengon yang digunakan merupakan hasil kayu laminasi dengan perekat lem. d. LVL kayu sengon ditujukan penggunaannya untuk struktur indoor. e. Ukuran penampang sampel pengujian per satu batang adalah 8 cm x 1,8 cm. f. Kondisi kekangan ujung-ujung batang dalam pengujian adalah sendi-sendi g. Batang yang diuji merupakan batang tunggal dan ganda. h. Pengaruh jarak antar klos pada batang ganda tidak diselidiki i. Pengaruh kekuatan lem tidak diselidiki.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan yang diharapkan dari penelitian ini adalah: a. Mengetahui pengaruh variasi panjang terhadap kuat tekan pada Laminated Veneer Lumber (LVL) kayu sengon. b. Mengetahui perbandingan hasil uji dengan teori tekuk pada LVL kayu sengon.

1.5. Manfaat Penelitian

1.5.1

Manfaat teoritis

Pengembangan ilmu pengetahuan di bidang teknik sipil khususnya dalam penggunaan kayu LVL dalam konstruksi dengan variasi panjang Laminated Veneer Lumber (LVL) kayu sengon.

1.5.2

Manfaat praktis

Memberikan informasi tentang perilaku LVL kayu sengon dalam menerima beban desak.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 2 DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Laminated Veneer Lumber (LVL) merupakan salah satu anggota panel kayu yang terbuat dari lembaran-lembaran vinir yang direkat dengan arah sejajar satu sama lain dan sekaligus sejajar dengan arah memanjang panel (Bakar,1996).

LVL diproduksi dengan ketebalan seragam yang terdiri dari 19 lapis dengan tebal nominal individu venir-venirnya 2,55 mm (Baldwin, 1995). Pease (1994) menambahkan bahwa LVL dapat memiliki ukuran panjang 25,00 m (82 ft); lebar 1,20 m (4ft); dan tebal antara 19-75 mm (0,75-3,00 in).

Pembuatan vinir kupas untuk produk LVL dapat menggunakan bahan baku yang berkualitas rendah, karena cacat-cacat alami kayu dapat disebar secara merata diantara lapisan-lapisan vinir, sehingga dapat meminimumkan pengaruhnya terhadap kekuatan. Hasilnya adalah produk serupa kayu gergajian dengan kekuatan yang lebih tinggi dan lebih seragam dibandingkan kayu utuh dengan kandungan cacat yang sama (Youngquist dan Bryant, 1979).

Salah satu perbedaan antara LVL dengan kayu lapis adalah adanya sambungan vinir pada arah tegak lurus serat. Sambungan pada arah tegak lurus serat ini tidak mengurangi keteguhan LVL asalkan posisi sambungan masing-masing lapisan tersebar merata dan jarak posisi sambungan vinir suatu lapisan tidak kurang dari 20 kali tebal vinir penyusunnya terhadap posisi sambungan lapisan di sebelahnya (Bakar, 1996).

commit to user 4


digilib.uns.ac.id 5

Batang tekan adalah elemen struktur yang mendukung gaya tekan aksial. Struktur rangka batang dapat berupa batang tepi, batang diagonal, batang vertikal, dan batangbatang pengaku (bracing). Struktur batang sesungguhnya jarang dijumpai batang yang benar-benar hanya mendukung gaya aksial. Gaya-gaya lain yang bekerja pada batang tekan misalnya momen lentur, gaya lintang, dan torsi. Analisis kekuatan batang tekan relatif lebih rumit jika dibandingkan dengan kekuatan batang tarik, mengingat pada batang tekan tegangan batas dipengaruhi kelangsingannya, sedangkan pada batang tarik tegangan batas konstan(Morisco, 1990).

Kapasitas pikul-beban batas pada elemen struktur tekan tergantung pada kekuatan material yang digunakan. Kapasitas pikul-beban pada elemen struktur tekan adalah besar beban yang menyebabkan elemen tersebut mengalami tekuk awal. Struktur yang telah mengalami tekuk tidak mempunyai kemampuan layan lagi (Daniel L. Schodek, 1999).

Fenomena tekuk merupakan suatu mode kegagalan yang pada umumnya sebagai hasil dari ketidakstabilan struktur dalam kaitannya dengan aksi beban tekan pada elemen struktur terkait. (Ibrahim A. Assakkaf, 2003)

Perilaku tekuk dipengaruhi oleh nilai kelangsingan elemen batang tekan yaitu nilai banding antara panjang efektif elemen batang tekan dengan jari-jari girasi penampang elemen batang tekan. Nilai kelangsingan sangat kecil pada batang tekan menyebabkan serat-serat kayu pada penampang elemen akan gagal tekan (crushing failure). Batang tekan yang mempunyai kelangsingan sangat tinggi akan mengalami kegagalan tekuk dan serat-serat kayu belum mencapai kuat tekannya atau bahkan masih ada pada kondisi elastik (lateral buckling failure). (Ali Awaludin, 2005)

Elemen struktur yang mengalami tekuk mulai tidak stabil sehingga elemen tersebut tidak dapat memberikan gaya tahanan internal lagi untuk mempertahankan konfigurasi linearnya. Gaya tahanannya lebih kecil daripada beban tekuk. Sistem

commit to user


digilib.uns.ac.id 6

dalam keadaan demikian tidak mempunyai kecenderungan mempertahankan konfigurasi semula. (Daniel L. Schodek, 1999)

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Kayu Laminasi

Kayu laminasi merupakan salah satu produk kayu yang berkembang pesat. Kayu laminasi diperoleh dengan cara merekatkan papan-papan kayu yang memiliki ketebalan 20 sampai dengan 45 mm dengan bahan perekat tertentu pada tekanan tertentu. Sebelum proses perekatan, terlebih dahulu papan-papan kayu dikeringkan hingga nilai kandungan air di bawah 16%. Rendahnya kandungan air pada papan kayu menyebabkan struktur kayu laminasi memiliki kestabilan ukuran (dimensional stability) yang lebih baik bila dibandingkan dengan kayu masif non-laminasi.

2.2.2. Kayu Sengon

Kayu sengon (Paraserianthes falcataria) termasuk famili Leguminosae dan merupakan jenis pohon yang cepat tumbuh. Jenis kayu ini dapat tumbuh di dataran rendah hingga pegunungan dengan ketinggian 1.500 mdpl. Pohon sengon dapat mencapai diameter sekitar 80 cm, tidak berbanir, kulit luar berwarna putih atau kelabu, tidak beralur dan tidak mengelupas.

Penyusutan kayu sengon dari keadaan basah sampai kering tanur, pada arah radial sebesar 2,5% dan pada arah tangensial 5,2%. Kayu sengon mempunyai berat jenis antara 0,24-0,49 dengan rata-rata 0,33 dan termasuk dalam kelas kuat IV-V. Nilai MOE dan MOR kayu solidnya masing-masing sebesar 59.900 kgf/cm2 dan 483 kgf/cm2.

commit to user


digilib.uns.ac.id 7

2.2.3. Sifat Khas dan Keutamaan LVL

LVL mempunyai sifat khas dan keutamaan, antara lain : 1. Ukuran panjang tanpa batas (end-less). LVL mempunyai sambungan vinir pada arah tegak lurus serat, dimana sambungan tersebut tidak mengurangi keteguhan LVL asalkan posisi sambungan dari lapisan-lapisan vinir tersebar merata dan jarak posisi sambungan vinir suatu lapisan tidak kurang dari 20 kali tebal vinir penyusunnya dari posisi sambungan vinir lapisan di sebelahnya, sehingga LVL dapat dibuat panjang tanpa batas (end-less) sesuai dengan tujuan pemakaian dengan keteguhan tetap tinggi (Bakar, 1996). 2. Dapat dilengkungkan. LVL dapat dilengkungkan karena bahan pembentuknya adalah vinir. Pelengkungan LVL dapat dilakukan dengan mudah sebelum perekat mengeras dan akan tetap dalam keadaan lengkung apabila pengerasan perekat dilakukan dalam kondisi cetakan lengkung. 3. Keteguhan tetap tinggi. Pengaruh cacat-cacat alami kayu sangat mempengaruhi keteguhan kayu, tetapi pada produk LVL, cacat-cacat alami kayu tersebut dapat disebar secara merata diantara lapisan vinir sehingga dapat meminimumkan pengaruh cacat-cacat tersebut terhadap kekuatan LVL. Hasilnya adalah produk serupa kayu gergajian dengan kekuatan yang lebih tinggi dan lebih seragam dibandingkan kayu utuh dengan kandungan cacat yang sama (Youngquist dan Bryant, 1979). 4. Persyaratan kualitas bahan baku rendah. Cacat alami kayu dalam pembuatan LVL tidak perlu dikeluarkan karena akan tersebar merata, sehingga LVL mampu memanfaatkan kayu berkualitas rendah dengan efisiensi dan pengolahan yang tetap tinggi. 5. Pengawetan lebih mudah. Pengawetan LVL dapat dilakukan terhadap vinir maupun dimasukkan kedalam campuran perekat sehingga penetrasi bahan pengawet akan lebih merata sampai ke bagian terdalam LVL. 6. Efisiensi bahan baku tinggi. Pengupasan vinir untuk pembuatan LVL dapat memberikan output yang lebih tinggi dibandingkan dengan proses penggergajian.

commit to user


digilib.uns.ac.id 8

Pembuatan LVL dapat memberikan rendemen hingga 47 % lebih tinggi dibandingkan proses penggergajian. Hal ini dikarenakan limbah yang berasal dari proses mempersegikan kayu bulat dari limbah penggergajian berupa serbuk gergaji dapat dihilangkan (Laufenberg, 1983).

2.2.4. Vinir

Bakar (1996) memberikan batasan vinir sebagai lembaran tipis kayu dengan ketebalan yang bervariasi antara 0,25 mm-3 mm, tetapi untuk tujuan tertentu dapat dibuat dengan ketebalan 0,01 mm-12,5 mm, kekasaran yang tidak besar dari kayu aslinya, permukaan lembaran rata atau sedikit retak atau pecah pada bagian sisinya, mempunyai sifat mudah diwarnai, yang diperoleh dari proses pengupasan, penyayatan dan penggergajian kayu.

Menurut Kollman et al. (1975), vinir dapat dibuat dengan tiga cara, yaitu : 1. Cara kupas (rotary cutting). Proses pembuatan vinir dilakukan dengan cara log dijepit dengan cakar (chuck) pada kedua ujungnya kemudian kayu diputar oleh cakar bersamaan dengan pergerakan pisau mendekati kayu. Vinir yang dihasilkan berupa lembaran panjang. Pembuatan vinir sebagian besar dilakukan dengan cara tersebut. 2. Cara menggergaji (sawing). Pembuatan vinir dilakukan dengan cara merubah log menjadi balok kemudian digergaji dengan menggunakan gergaji pita atau gergaji bundar menjadi lembaran vinir. Vinir yang dihasilkan mempunyai ketebalan yang besar dan permukaan yang kasar. Cara ini hampir tidak lagi digunakan karena membutuhkan waktu yang lama dan menghasilkan limbah yang besar. 3. Cara sayat (slicing). Pembuatan vinir dilakukan dengan cara merubah log menjadi balok kemudian disayat menjadi vinir. Metode penyayatan ada dua, yaitu horizontal

slicing

dengan

kecepatan

penyayatan

berkisar

antara

30-45

sayatan/menit dan cara vertical slicing dengan kecepatan penyayatan berkisar

commit to user


digilib.uns.ac.id 9

antara 20-40 sayatan/menit. Cara ini digunakan untuk menghasilkan vinir mewah (fancy veneer).

Menurut

Smulski

(1997)

penggunaan

vinir-vinir

dalam

pembuatan

LVL

memungkinkan perolehan beberapa keuntungan karena : 1. Redistribusi cacat-cacat alami kayu seperti mata kayu dan serat miring dapat disebar merata sepanjang volume LVL, sehingga pengaruhnya terhadap pengurangan sifat-sifat kekuatan panel menjadi berkurang. 2. Koefisien variasi kekuatan dan kekerasan LVL nilainya kecil berkisar antara 1015% dibanding dengan 25-40% untuk papan pengergajian. 3. Vinir-vinir setelah proses pengeringan dijuji secara visual dan mekanik (nondestructive ultrasonic-grading) serta diukur kerapatannya, sehingga vinir-vinir yang terbaik kualitasnya dapat dipilih untuk lapisan muka dan yang jelek untuk lapisan tengah (core). 4. Sistem grading vinir seperti disebut diatas dan teknik pembuatan lapisan memungkinkan untuk memproduksi LVL yang sifat-sifat kekuatannya tinggi dan penampilannya dapat diramalkan. 5. Memungkinkan pemanfaatan campuran jenis-jenis kayu sesuai dengan persyaratan penggunaan dan efisiensi dalam penggunaan kayu termasuk pemanfaatan campuran kayu-kayu berkualitas rendah. 6. Balok LVL setelah perlakuan pengempaan dimensinya tetap dan kadar airnya relative rendah (sekitar 10%).

2.2.5. Teknik Pembuatan Laminated Veneer Lumber (LVL)

Tahapan-tahapan pembuatan LVL meliputi: 1. Pengupasan Vinir (Veneer Peeling) Pembuatan vinir dimulai dengan pemotongan kayu menjadi log block kemudian dilakukan pembuangan kulit kayu (debarking). Log block untuk pembuatan vinir dikupas dengan ketebalan tertentu dan seragam. Ketebalan vinir yang digunakan

commit to user


digilib.uns.ac.id 10

dalam pembuatan LVL adalah 3,20 mm (1/8 in). Baldwin (1995) mengemukakan bahwa LVL dapat terdiri dari 19 lapis dengan tebal nominal individu vinirvinirnya 2,55 mm (0,10 in). 2. Pengeringan Vinir (Veneer Drying) Pengeringan vinir berguna untuk memperoleh kadar air vinir yang sesuai dengan perekatan dalam rangka memproduksi LVL (Baldwin, 1995). Vinir yang digunakan dalam pembuatan LVL harus dikeringkan hingga kadar air < 5%. Feirer (1984) menambahkan bahwa perbedaan kadar air antar vinir tidak lebih dari 3% sehingga diperoleh ikatan retak yang baik. 3. Penyambungan Vinir (Veneer Scarfing) Proses penyambungan vinir dilakukan dengan cara ujung lembaran-lembaran vinir terlebih dahulu dipotong sesuai dengan bentuk sambungan yang diinginkan, kemudian dilakukan penyambungan pada arah lebar atau memanjang. Menurut Feirer (1984) bentuk sambungan dalam pembuatan LVL, yaitu sebagai berikut : end joint, butt joint, edge joint, rabbel joint, dado joint, lap joint, miter joint, mortise and tenon joint serta dovetail joint. 4. Pelaburan Perekat (Gluing) Menurut Baldwin (1995) bahwa proses pelaburan perekat pada vinir dapat dilakukan dengan cara pelaburan pada satu permukaan (single spreader) atau pada kedua permukaan (double spreader). Perekat dapat dilaburkan pada permukaan vinir dengan berbagai alat labur (glue spreader) misalnya : bilah (stick), botol plastik, sikat pembersih (clean brush), roll (roller) dan pelabur mekanik (mechanical spreader).

Menurut Feirer (1984) dalam kegiatan pelaburan perekat perlu diperhatikan waktu antara pelaburan perekat dengan saat pengempaan yang disebut dengan waktu pelaburan (assembly time). Waktu pelaburan ini dapat dibagi menjadi dua tahap yaitu: waktu pelaburan terbuka (open assembly time) dan waktu pelaburan tertutup (close assembly time). Waktu pelaburan terbuka adalah waktu antara pelaburan perekat hingga kayu berkontak satu sama lain, sedangkan waktu pelaburan tertutup

commit to user



adalah waktu setelah kayu yang sudah diberi perekat saling kontak hingga siap untuk menerima pengempaan. 5. Perakitan (Lay-up) Penyusunan vinir dalam rangka pembentukan lapisan LVL diawali dengan meletakkan lapisan permukaan bagian bawah pada sebuah meja belt conveyor kemudian diikuti oleh beberapa lapisan inti dan setelah mencapai jumlah lapisan tertentu, kemudian ditutup dengan lapisan permukaan bagian atas. Lembaranlembaran vinir yang telah disusun kemudian dikempa. 6. Pengempaan (Pressing) Lembaran-lembaran vinir yang telah dirakit kemudian dikempa dingin. Besarnya tekanan kempa dingin yang digunakan dalam pembuatan LVL berkisar antara 1015 kg/cm2 selama 24 jam pada suhu 20-25oC selanjutnya dikondisikan (conditioning) selama 24-72 jam (JIS K 6861-1973).

Phinney (1951) dalam Nugraha (2000) menerangkan bahwa fungsi tekanan dalam perkatan adalah untuk pembentukan ikatan rekat sehingga bahan yang direkat menjadi terikat satu dengan yang lainnya. Tekanan kempa yang berlebihan tidak hanya meningkatkan kecepatan aliran perekat dan penetrasi perekat tetapi juga akan mengakibatkan terjadinya regangan. Tekanan kempa dingin yang ideal untuk kayu yang mempunyai kerapatan tinggi (>0,56) adalah 14-17 kg/cm2, berkerapatan sedang (0,41-0,55) sebesar 10-14 kg/cm2 dan berkerapatan rendah (<0,41) sebesar 7-10 kg/cm2. 7. Pemotongan Ujung dan Lebar (Cross Cutting and Rip Sawing) Setelah proses pengempaan dilanjutkan dengan pemotongan ujung dan lebar LVL sesuai dengan dimensi yang dikehendaki. Ukuran LVL dapat disesuaikan dengan permintaan konsumen.

commit to user



2.2.6. Sifat Fisis Laminated Veneer Lumber (LVL)

Kayu LVL mempunyai sifat fisis berikut : 1. Kerapatan Kerapatan kayu adalah rasio antara massa atau berat kayu dengan volumenya sedangkan berat jenis merupakan perbandingan antara kerapatan kayu (atas dasar berat kering tanur dan volume pada kandungan air yang telah ditentukan) dengan kerapatan air pada suhu 40C (Haygreen and Bowyer, 1982).

Menurut Kelly (1977) kerapatan akhir panil dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti: jenis kayu (kerapatan kayu), besarnya tekanan kempa, jumlah lapisan penyusun panil, kadar perekat serta bahan tambahan lainnya. 2. Kadar Air Kadar air adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya (Brown et al, 1952).

Kadar air berpengaruh terhadap perekatan kayu dan sifat fisis mekanis LVL akibat adanya perbedaan pengembangan dan penyusutan vinir. Menurut Anonymous (1989) bahwa kadar air vinir untuk pembuatan LVL diharapkan kurang dari 5%. Kadar air LVL seperti halnya dengan kayu lapis dipengaruhi oleh kadar air vinir yang direkat, perekat dan air yang dihasilkan dari proses perekatan (Vick, 1999 dalam Sahriawati, 2000). 3. Delaminasi Delaminasi merupakan proses terlepasnya kembali ikatan perekat antar bidang lamina sehingga kekuatan ikatan perekat merupakan faktor penentu terhadap mudah sukarnya LVL terlepas kembali. Menurut Ekawati (1998) bahwa nilai delaminasi dipengaruhi oleh bidang geser, jenis perekat serta interaksinya.

commit to user



2.2.7. Sifat Mekanis Laminated Veneer Lumber (LVL)

Sifat mekanik kayu adalah sifat yang berhubungan dengan kekuatan dan kekakuan kayu. Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaya luar yang bekerja padanya dan cenderung untuk merubah bentuk dan ukuran kayu tersebut (Kollman et al, 1975). Selanjutnya Haygreen and Bowyer (1982) mengemukakan bahwa ketahanan terhadap perubahan bentuk menetukan banyaknya bahan yang dimanfaatkan, terpuntir atau terlengkungkan oleh beban yang mengenainya.

Sifat kekakuan suatu panil merupakan kemampuan panil untuk menahan beban atau lenturan yang terjadi akibat adanya pembebanan sampai batas proporsi. Tegangan pada batas proporsi adalah tegangan maksimum untuk menerima sejumlah beban tanpa terjadi perubahan bentuk yang tetap. Sifat inilah yang dinyatakan dalam Modulus of Elasticity (MOE), sedangkan tegangan patah adalah tegangan yang terjadi pada saat benda menerima beban maksimum. Sifat ini merupakan ukuran kekuatan dan sifat kritis dari bahan yang diuji (Wangaard, 1950 dalam Mardikanto, 1979).

Menurut Karnasudirdja (1989) bahwa kekuatan balok lamina dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : jenis kayu, tebal lamina, macam sambungan lamina yang direkat, macam perekat dan kadar air kayu sebelum direkat.

Sutigno dan Massano (1986) meneliti tentang pengaruh banyaknya lapisan (2,3,4 dan 5 lapis) terhadap sifat LVL. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa sifat mekanis LVL akan semakin menurun dengan meningkatnya jumlah lapisan.

commit to user



2.2.8. Tekuk dan Stabilitas

Konsep dasar mengenai tekuk dan stabilitas dapat diidealisasikan pada suatu model tekuk pada gambar 2.1

P

P

P

C

C

C

θ

θ L/2

迈R

B

B

迈R

B MB P (c)

L/2

θ A

A (a)

(b)

Gambar 2.1 Tekuk pada struktur yang diidealisasikan yang terdiri atas dua batang sangat kaku dan pegas rotasional (Gere & Timoshenko,1997)

Model struktur tersebut terdiri atas dua batang sangat kaku AB dan BC, yang masingmasing panjangnya L/2. Keduanya dihubungkan di B oleh sambungan sendi dan dipertahankan pada posisi vertikal oleh pegas rotasional dengan kekakuan 迈R. Elastisitas pada struktur yang diidealisasikan tesebut dikekang didalam pegas rotasional, sedangkan kolom nyata dapat melentur diseluruh panjangnya.

Struktur yang diidealisasikan dalam suatu model tekuk pada Gambar 2.1 menunjukan kedua batang benar-benar lurus dan beban aksial P mempunyai garis kerja di sepanjang sumbu longitudinal (Gambar 2.1 (a)) sehingga pegas tidak mengalami

commit to user



tegangan dan batang mengalami tekan langsung. Bayangkam bahwa struktur tersebut diganggu dengan suatu gaya luar yang menyebabkan titik B sedikit bergerak lateral (Gambar 2.1(b)). Kedua batang yang sangat kaku tersebut berotasi dengan sudut θ yang sangat kecil dan akan timbul momen di pegas. Arah momen ini adalah sedemikian hingga cenderung mengembalikan struktur ke posisi lurus semula, sehingga ini disebut momen pemulih. Gaya aksial tekan pada struktur mengakibatkan penambahan peralihan lateral pada saat yang sama. Jadi, kedua aksi tersebut mempunyai efek yang berlawanan.

2.2.9. Mekanisme Tekuk

1. Keseimbangan Stabil Beban aksial sebesar P diaplikasikan pada kolom. Defleksi kecil terjadi pada kolom dengan mengaplikasikan gaya lateral sebesar F. Jika beban P tersebut cukup kecil, ketika gaya sebesar F dihilangkan, kolom tersebut akan kembali ke keadaan semula.

Gambar 2.2 Kolom dalam keseimbangan stabil

2. Keseimbangan Netral Beban aksial sebesar P ditingkatkan hingga mencapai beban kritis (Pcr). Gaya lateral F diaplikasikan pada kolom saat kolom tersebut menahan beban aksial P. Kolom tersebut akan mengalami defleksi tetap walaupun gaya lateral F

commit to user



dihilangkan. Gaya pemulih elastis dari kolom yang tidak cukup untuk mengembalikan kondisi kolom ke semula menyebabkan defleksi tetap.

Gambar 2.3 Kolom dalam keseimbangan netral

3. Keseimbangan Tidak Stabil Kolom diaplikasikan beban aksial P yang melebihi beban Pcr dan gaya lateral F diaplikasikan. Kolom tersebut akan sangat menekuk walaupun gaya lateral F dihilangkan. Gaya pemulih elastis kolom tidak cukup untuk mencegah gangguan kecil sejak kolom mengalami defleksi kecil hingga akhirnya defleksi tersebut menjadi besar. Besarnya gaya aksial P menentukan apakah kolom dalam kondisi tekuk permanen atau mengalami runtuh dan patah.

Gambar 2.4 Kolom dalam keseimbangan tidak stabil

commit to user



2.2.10. Beban Kritis

Transisi antara kondisi stabil dan kondisi tidak stabil terjadi pada harga gaya aksial khusus yang disebut beban kritis (Pcr). Beban kritis merupakan satu-satunya beban yang memberikan kesetimbangan pada saat struktur berada dalam posisi terganggu. Efek pemulihan dari momen di pegas tepat sama dengan efek tekuk yang ditimbulkan oleh beban aksial pada saat harga ini tercapai. Beban kritis menunjukan batas antara kondisi stabil dan tidak stabil. Beban aksial kurang dari beban kritis menyebabkan efek momen di pegas akan mendominasi dan struktur akan kembali ke posisi vertikal sesudah mengalami gangguan. Beban aksial lebih besar dari beban kritis menyebabkan efek gaya aksial akan mendominasi dan struktur akan menekuk.

2.2.11. Tekuk Euler

Leonard Euler adalah orang yang pertama yang memformulasikan persamaan beban tekuk kritis pada kolom. Beban tekuk kritis untuk kolom yang ujung-ujungnya sendi, yang disebut sebagai beban tekuk Euler, adalah : 鉐r

襘

………………..(1)

Di mana E = modulus elastisitas I = momen inersia L = panjang kolom di antara kedua ujung sendi

襘 = konstanta pi = 3,1416 Persamaan (1) memperlihatkan bahwa kapasitas pikul-beban suatu kolom selalu berbanding terbalik dengan kuadrat panjang elemen, sebanding dengan modulus elastisitas material, dan sebanding dengan momen inersia penampang melintang.

commit to user



Momen inersia yang dimaksud adalah yang minimum terhadap sumbu berat penampang apabila kolom tersebut tidak dikekang secara khusus.

Persamaan tekuk Euler dapat memprediksi bahwa apabila suatu kolom menjadi sangat panjang, beban yang dapat menimbulkan tekuk pada kolom menjadi sangat kecil menuju nol. Panjang kolom yang semakin kecil menuju nol, maka beban yang diperlukan untuk menyebabkan kolom itu menekuk semakin besar.

Apabila kolom semakin pendek, ragam kegagalan yang terjadi bukanlah tekuk, melainkan hancurnya material. Persamaan Euler tidak berlaku lagi untuk kolom pendek yang mana ragam kegagalannya karena hancurnya material. Faktor yang paling menentukan terhadap ragam kegagalan yang terjadi pada kolom pendek adalah tegangan hancur material, bukan rumus Euler.

Gambar 2.5 Grafik hubungan antara beban tekuk dan panjang kolom

commit to user



2.2.12. Tegangan Tekuk Kritis

Beban tekuk kritis untuk kolom dapat dinyatakan dalam tegangan kritis (fcr). Tegangan kritis pada kolom dapat dinyatakan dengan : 䅀鉐r

襘

………………..(2)

Di mana E = modulus elastisitas I = momen inersia L = panjang kolom di antara kedua ujung sendi 襘 = konstanta pi = 3,1416 r =

= jari-jari girasi

Suku (L/r) disebut rasio kelangsingan kolom. Tegangan tekuk kritis berbanding terbalik dengan kuadrat rasio kelangsingan. Semakin besar rasio kelangsingan, akan semakin kecil tegangan kritis yang menyebabkan tekuk. Rasio kelangsingan (L/r) ini merupakan parameter yang sangat penting dalam peninjauan kolom karena pada parameter inilah tekuk kolom tergantung.

Jari-jari girasi dapat diinterpretasikan sebagai berikut. Momen inersia penampang kolom sama dengan hasil kali luas penampang dengan kuadrat jarak r (I = Ar2). Jarijari girasi suatu luas terhadap suatu sumbu adalah jarak suatu titik yang apabila luasnya dipandang terpusat pada titk itu. Momen inersia terhadap sumbu akan sama dengan momen inersia luas terhadap sumbu itu. Semakin besar jari-jari girasi penampang, akan semakin besar pula tahanan penampang terhadap tekuk.

commit to user



Gambar 2.6 Grafik hubungan antara tegangan dan panjang kolom

2.2.13. Panjang Efektif Kolom

Panjang kolom tak-terkekang atau panjang bagian kolom tak-terkekang (L) harus diambil sebagai jarak pusat-ke-pusat pengekang lateral. Panjang kolom tak-terkekang harus ditentukan baik terhadap sumbu kuat maupun sumbu lemah dari kolom tersebut. Panjang efektif kolom untuk arah yang ditinjau harus diambil sebagai KeLt dimana Ke adalah faktor panjang tekuk untuk komponen struktur tekan. Ke tergantung pada kondisi ujung kolom dan ada atau tidak adanya goyangan.

Kolom tanpa goyangan pada arah yang ditinjau, faktor panjang tekuk (Ke) harus diambil sama dengan satu kecuali jika analisis memperlihatkan bahwa kondisi kekangan ujung kolom memungkinkan digunakannya faktor panjang tekuk yang lebih kecil daripada satu. Kolom dengan goyangan pada arah yang ditinjau, faktor panjang tekuk harus lebih besar daripada satu dan ditentukan berdasarkan analisis mekanika dengan memperhitungkan kondisi kekangan kondisi ujung kolom.

commit to user



Gambar 2.7 Nilai Ke untuk kolom-kolom dengan beberapa jenis kekangan ujung

2.2.14 Tahanan Kolom Prismatis kayu

Tahanan tekan kolom ditentukan berdasarkan kelangsingan penampang kolom pada arah yang paling kritis. Tahanan tekan kolom terkoreksi ditetapkan sebagai berikut : ∗ 鉐

쟈

쟈

………………..(3)

Faktor kestabilan kolom (Cp) dihitung sebagai berikut : 쟈

1

2

鉐

1

2

鉐

鉐

commit to user

………………..(4)



Dengan

鉐

………………..(5)

鉐 

襘

V

襘

V

………………..(6)

Keterangan : A

: Luas Penampang bruto ∗

: Kuat tekan terkoreksi sejajar serat (setelah dikalikan semua

V

: Nilai modulus elatisitas lentur terkoreksi pada persentil ke-5



: Tahanan tekan aksial terkoreksi sejajar serat pada kelangsingan

Pe

c

faktor koreksi kecuali faktor stabilitas kolom, CP)

: Tahanan tekuk kritis (Euler) pada arah yang ditinjau

kolom sama dengan nol : 0,80 untuk batang massif

鉐

: Faktor tahanan tekan = 0,90 : Faktor tahanan stabilitas = 0,85

Persamaan tahanan tekuk kritis Euler berpengaruh terhadap faktor kestabilan kolom (Cp) dimana Cp merupakan parameter dalam menentukan tahanan prismatis kolom. Terdapat beberapa parameter baru dalam persamaan tahanan tekuk kritis Euler dalam menentukan faktor kestabilan kolom (CP). Parameter tersebut yaitu Nilai modulus elastisitas lentur terkoreksi pada persentil ke lima ( (ϕs).

commit to user

V

dan faktor tahanan stabilitas



Nilai modulus elastisitas lentur terkoreksi pada persentil ke lima ( masif dihitung berdasarkan Persamaan (7) dengan

V

untuk balok

adalah modulus elastisitas

lentur yang telah dikalikan dengan faktor koreksi CM, Ct, Cpt, dan CF. Sedangkan KVE adalah nilai banding antara standar deviasi/penyimpangan dengan nilai rata-rata dalam pengujian modulus elastisitas lentur. Dari hasil pengujian untuk beberapa jenis kayu (Hoyle, 1978), nilai KVE diperoleh sebesar 0,2. Apabila nilai KVE sebesar 0,2 disubstitusi pada persamaan (6), maka

V

1,0

1

V

0,69

.

1,645

………………..(7)

Keterangan : E’05 : Nilai modulus elatisitas lentur terkoreksi pada persentil ke-5 E’w

: Nilai modulus elatisitas lentur rerata terkoreksi

KVE : Koefisien variasi nilai E’w

2.2.15 Kolom berspasi

Pada kolom berspasi ada dua sumbu utama yang melalui titik berat penampang, yaitu sumbu bebas bahan dan sumbu bahan. Sumbu bebas bahan adalah sumbu yang arahnya sejajar muka yang berspasi (biasanya muka yang lebih lebar) pada kolom, dan sumbu bahan adalah sumbu yang arahnya tegak lurus arah sumbu bahan dan memotong kedua komponen struktur kolom.

Kolom berspasi yang merupakan komponen struktur tekan dari suatu rangka batang, titik kumpul yang dikekang secara lateral dianggap sebagai ujung dari kolom berspasi, dan elemen pengisi pada titik kumpul tersebut dipandang sebagai klos tumpuan.

commit to user



Gambar 2.8 Geometri Kolom Berspasi

Notasi dan dimensi kolom ditunjukan dalam gambar 2.8 dan meliputi : l1

=

Panjang total dalam bidang sumbu bebas bahan

l2

=

Panjang total dalam bidang sumbu bahan

l3

=

Jarak yang terbesar dari pusat alat sambung pada klos tumpuan ke pusat klos berikutnya

lce

=

Jarak dari pusat alat sambung pada klos tumpuan ke ujung kolom yang terdekat

d1

=

Dimensi kolom tunggal pada bidang sumbu bahan pada kolom berspasi

d2

=

Dimensi kolom tunggal pada bidang sumbu bebas bahan pada kolom berspasi

commit to user



Klos tumpuan dengan ketebalan minimum sama dengan ketebalan kolom tunggal harus diadakan pada atau dekat ujung kolom berspasi. Klos tumpuan harus mempunyai lebar dan panjang yang memadai. Sedikitnya satu klos lapangan, klos yang terletak di antara klos-klos tumpuan, dengan lebar sama dengan klos lebar klos tumpuan harus dipasang di tengah atau di daerah tengah kolom berspasi sedemikian sehingga, 0,50

Perbandingan panjang terhadap lebar maksimum ditentukan sebagai berikut : 1. Pada bidang sumbu bahan, l1/d1 tidak boleh melampaui 80; 2. Pada bidang sumbu bahan, l3/d1 tidak boleh melampaui 40; 3. Pada bidang sumbu bebas bahan, l2/d2 tidak boleh melapaui 50. Kolom berspasi yang tidak memenuhi ketentuan tersebut harus direncanakan dengan meninjau masing-masing komponen struktur sebagai kolom berpenampang masif yang terpisah.

Tahanan tekan terkoreksi kolom berspasi harus diambil sebagai nilai yang terkecil diantara tahanan tekan terkoreksi terhadap sumbu bebas bahan dan terhadap sumbu bahan. Kedua nilai tahanan tersebut harus ditentukan dari persamaan (3) sampai dengan persamaan (6) dengan faktor-faktor tahanan, faktor waktu, dan faktor-faktor koreksi yang berlaku pada kolom masif.

Momen inersia terhadap sumbu bebas bahan yang digunakan didalam persamaan (6) adalah momen inersia untuk komponen struktur tunggal terhadap sumbu bebas bahan dikalikan dengan banyaknya komponen struktur. Luas bruto yang digunakan dalam persamaan (3) dan persamaan (6) harus sama dengan luas komponen struktur tunggal dikalikan dengan banyaknya komponen struktur.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Tinjauan Umum 3.1.1. Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perilaku kayu LVL dalam menahan beban desak dan membandingkan hasil uji laboratorium dengan teori pada tekuk LVL kayu sengon. Penelitian ini dilakukan dengan cara melakukan pengujian tekuk terhadap LVL kayu sengon. LVL kayu sengon dibebani sentries secara bertahap sampai kayu tersebut tidak mampu lagi menahan beban.

3.1.2. Benda Uji Penelitian Penelitian yang berjalan saat ini menggunakan benda uji tekuk berupa batang tekan LVL kayu sengon sebanyak 6 variasi panjang yang ditentukan berdasarkan nilai kelangsingan. Nilai kelangsingan yang dijadikan acuan dimensi panjang adalah 15,30,40,50,60,80. Masing-masing variasi panjang terdiri dari 3 batang tunggal dan 3 batang ganda.

Tabel 3.1 Properti yang dimiliki oleh LVL kayu sengon

Jenis Kayu

Falcata

Ketebalan Veneer

2,2 mm

Jumlah & Persentase Veneer

Ply

%

11

100

Total lembaran

11

commit to user 26

Modulus Elastisitas

Kuat geser horizontal

(N/mm2)

(N/mm2)

4734,12

3,05

Berat Jenis

Kuat tekan sejajar serat

(g/cm3) (N/mm2) 0,33

22,82



3.1.3. Variabel yang Digunakan Variabel-variabel yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari variabel bebas (independent variable) dan variabel terikat (dependent variable). Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi panjang batang LVL kayu sengon. Variabel terikatnya adalah gaya tekan.

3.2. Tahapan Metodologi Penelitian Tahapan metodologi penelitian merupakan urutan-urutan kegiatan yang dilaksanakan secara sistematis, logis dengan mempergunakan alat bantu ilmiah yang bertujuan untuk memperoleh kebenaran suatu objek permasalahan. Penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahap sebagai berikut :

1. Tahap persiapan awal Semua bahan dan peralatan yang akan digunakan dalam penelitian disiapkan terlebih dahulu dalam tahap ini, antara lain; bahan, peralatan, maupun program kerja sehingga penelitian yang akan dilaksanakan dapat berjalan dengan baik dan lancar. Peralatan yang akan digunakan diperiksa sebelumnya untuk mengetahui kelayakan alat dalam pelaksanaan penelitian.

2. Tahap pemilihan bahan dan peralatan Bahan utama penelitian ini adalah Laminated Veneer Lumber (LVL) kayu sengon dengan dimensi tampang per satu batang yaitu 80 mm × 18 mm. LVL kayu sengon harus memiliki permukaan halus, tidak mempunyai cacat fisik, dan tidak mempunyai mata kayu dengan ukuran yang disyaratkan. Peralatan yang akan digunakan dipersiapkan dan dicek terlebih dahulu agar hasil penelitian yang diperoleh benar-benar valid.

commit to user



3. Tahap pengujian kuat tekan LVL kayu sengon dengan beberapa variasi panjang Setiap batang LVL kayu sengon dengan dimensi panjang yang berbeda dilakukan pengujian tekan. Pembebanan pada pengujian dilakukan secara bertahap sampai LVL kayu sengon tidak mampu menahan beban yang diberikan.

4. Tahap analisis pengujian Tahap selanjutnya setelah didapatkan hasil pengujian adalah analisis data untuk mengetahui besarnya beban maksimum dan tekuk yang terjadi. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental dan analisis.

3.3. Peralatan Penelitian

Penelitian ini menggunakan peralatan meliputi : 1. Loading Frame Sebagai tempat dudukan benda uji pada saat pembebanan tekan

Gambar 3.1. Kondisi Loading Frame untuk Pengujian Tekan

2. Alat Pembebanan Alat yang digunakan untuk pembebanan adalah Hidraulic Jack merk Hi-Force model HP 227 serial No.AH5614, untuk memberikan tekanan pada pengujian tekuk secara tekan sampai batas kerutuhan sampel. Alat ini dapat memberikan

commit to user



tekanan sampai dengan 50 ton dengan menggunakan sistem hidraulik dan dioperasikan dengan tenaga manusia.

Gambar 3.2. Kondisi Hidraulic Jack merk Hi-Force

3. Load Cell Alat yang digunakan untuk mendeteksi beban yang dikenakan pada benda uji

Gambar 3.3. load cell

4. Transducer Alat yang digunakan untuk pembacaan beban yang sedang bekerja secara digital.

commit to user



Gambar 3.4. Transducer

5. Waterpass Aluminium Waterpas digunakan untuk mengatur tegak lurus batang benda uji pada dudukan dan beban (load cell).

6. Dial Indicator Alat ini berfungsi untuk mengukur simpangan atau deformasi yang terjadi pada benda uji ketika pembebanan.

Gambar 3.5. Dial Indicator

commit to user



7. Perletakan Sendi Alat ini digunakan sebagai kekangan ujung pada benda uji. Sifat dari perletakan sendi yaitu dapat menahan translasi pada arah manapun, tetapi tidak dapat menahan rotasi sehingga perletakan ini tidak dapat memberikan tahanan momen. Translasi horizontal bagian atas benda uji pada saat pengujian diatasi dengan memasukan bagian atas plat berlubang perletakan pada hidraulik. Rotasi pada perletakan dapat terjadi dengan cara memasang bola baja diantara plat. Ruang antara plat dimana bola baja berada diisi dengan busa agar perletakan tetap stabil namun perletakan masih dapat berotasi. 1

6

2 3 4 5

7

Gambar 3.6. Perletakan Atas (Tampak Samping)

Bagian-bagian perletakan atas : 1. Lubang plat untuk masukan hidraulik 2. Batang besi berulir 3. Plat atas 4. Busa 5. Plat bawah 6. Bola baja 7. Ruang untuk benda uji

commit to user



1

2 3 4 5

6 7

Gambar 3.7. Perletakan Bawah (Tampak Samping)

Bagian-bagian perletakan bawah : 1. Ruang untuk benda uji 2. Batang besi berulir 3. Plat atas 4. Busa 5. Plat bawah 6. Bola baja 7. Lubang untuk masukan load cell.

commit to user



Gambar 3.8. Kondisi Perletakan Atas

Gambar 3.9. Kondisi Perletakan Bawah

commit to user



3.4. Diagram Alir Penelitian

Mulai

Persiapan bahan dan peralatan meliputi: 1. LVL kayu sengon 5. Waterpass 2. Loading Frame.

6. Dial Gauge

3. Hidraulic jack 4. Load cell

Persiapan benda uji Laminated Veneer Lumber : 1. Permukaan halus, tidak cacat fisik. 2. Dimensi tampang 80 mm × 18 mm 3. Dimensi panjang batang

Pengujian tekan di laboratorium dengan beberapa variasi panjang

Data beban kritis dan deformasi maksimum pada masing-masing variasi panjang.

Analisis data hasil penelitian

Membuat kesimpulan

Selesai

Gambar 3.10. Diagram Alir Penelitian

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 4 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengujian

Pengujian benda uji yang dilakukan di laboratorium bertujuan untuk mendapatkan data aktual mengenai kapasitas beban desak pada batang tunggal dan ganda kayu LVL yang menyebabkan tekuk pada batang kayu tersebut. Data yang diperoleh dari hasil pengujian dianalisis untuk mengetahui perilaku batang tunggal dan ganda kayu LVL. Sampel pengujian diambil masing-masing sebanyak 6 variasi panjang untuk batang tunggal dan ganda. Variasi panjang untuk benda uji ditentukan berdasarkan angka kelangsingan. Nilai kelangsingan yang menjadi acuan untuk menentukan dimensi panjang yaitu 15, 30, 40, 50, 60, 80.

4.1.1 Hasil Pengujian Tekuk Batang Tunggal Kayu LVL

Pengujian tekuk pada batang tunggal kayu LVL dilakukan dengan cara menerapkan beban desak pada kayu secara sentris sampai batas kemampuan benda uji dalam menerima beban desak tersebut. Batas kemampuan benda uji dalam menerima beban desak diindikasikan dengan kondisi tertekuk dan benda uji tidak mampu lagi dalam menerima beban tambahan. Beban pada kondisi tersebut dianggap sebagai beban kritis dan deformasi yang terjadi pada beban tersebut dianggap sebagai deformasi maksimum.

commit to user 35



Gambar 4.1 Setting Pengujian Tekuk Batang Tunggal

Hasil pengujian tekuk untuk benda uji batang tunggal kayu LVL disajikan dalam Tabel 4.1

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tekuk Pada Batang Tunggal Kayu LVL

Panjang (mm)

Beban Kelangsingan

Maksimum (KN)

Rata-Rata

Defleksi pada

Penurunan

Beban

Beban

Beban

Maksimum

Maksimum

Maksmum

(KN)

(mm)

(KN)

36,76 78

156

208

15

30

40

39,25

0 37,04

0

35,12

0

35,23

2,1

34,63

35,23

1,97

35,82

2,04

32,96

4,57

30,24

31,02

29,87

commit to user

4,72 5,15

0%

4,89%

11,95 %



Tabel 4.1 (Lanjutan) Beban

Panjang

Kelangsingan

(mm)

Maksimum (KN)

Rata-Rata

Defleksi pada

Persentase

Beban

Beban

Penurunan

Maksimum

Maksimum

Beban

(KN)

(mm)

Maksimum

25,74 260

50

312

60

416

80

5,46

26,55

26,52

6,12

27,26

6,87

23,45

7,55

24,86

23,83

6,94

23,17

8,21

21,18

10,52

21,55

20,64

19,19

9,18

14,51%

10,14%

13,39%

7,88

Grafik hubungan antara kelangsingan dan beban maksimum pada pengujian tekuk batang tunggal kayu LVL dapat dilihat pada Gambar 4.2

Beban Maksimum (KN)

40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

5

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Kelangsingan

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Kelangsingan Dengan Beban Maksimum Pada Batang Tunggal

commit to user



Gambar 4.2 menunjukan bahwa seiring dengan bertambahnya kelangsingan batang tunggal maka beban maksimum yang dapat diterima batang tersebut semakin kecil. Batang tunggal dengan nilai kelangsingan sebesar 15 mengalami kegagalan material kayu (crushing material) karena pada batang tersebut tidak terjadi defleksi.

Grafik hubungan antara penambahan beban pada benda uji dengan defleksi yang terjadi pada pengujian tekuk batang tunggal kayu LVL disajikan dalam Gambar 4.3 sampai dengan Gambar 4.7

4000 3500

Beban (Kg)

3000 2500 2000

156 A

1500

156 B

1000

156 C

500 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Defleksi (mm)

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 156 mm (Kelangsingan 30)

commit to user



3500 3000

Beban (kg)

2500 2000

208 A

1500

208 B

1000

208 C

500 0 0

2

4

6

8

10

Defleksi (mm)

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 208 mm (Kelangsingan 40) 3000

Beban (Kg)

2500 2000 260 A

1500

260 B

1000

260 C

500 0 0

2

4

6

8

10

12

Defleksi (mm)


commit to user



3000

Beban (Kg)

2500 2000 312 A

1500

312 B

1000

312 C

500 0 0

2

4

6

8

10

12

Defleksi (mm)

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 312 mm (Kelangsingan 60) 2500

Beban (Kg)

2000 1500 416 A 1000

416 B 416 C

500 0 0

5

10

15

20

Defleksi (mm)


commit to user



4.1.2 Hasil Pengujian Tekuk Batang Ganda Kayu LVL

Pengujian tekuk pada batang ganda kayu LVL dilakukan dengan cara menerapkan beban desak pada kayu secara sentris sampai batas kemampuan benda uji dalam menerima beban desak tersebut. Batas kemampuan benda uji dalam menerima beban desak diindikasikan dengan kondisi tertekuk dan benda uji tidak mampu lagi dalam menerima beban tambahan. Beban pada kondisi tersebut dianggap sebagai beban kritis dan deformasi yang terjadi pada beban tersebut dianggap sebagai deformasi maksimum.

Benda uji pada pengujian ini berupa 2 batang yang disatukan dengan memakai klos pada kedua ujungnya dan dikencangkan dengan memakai baut berdiameter 8 mm.

Gambar 4.8 Setting Pengujian Tekuk Batang Ganda

commit to user



Hasil pengujian tekuk untuk batang ganda kayu LVL disajikan dalam Tabel 4.2

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Tekuk Pada Batang Ganda Kayu LVL

Dimensi (mm)

Beban Kelangsingan Maksimum (KN)

Rata-Rata

Defleksi pada

Persentase

Beban

Beban

Penurunan

Maksimum

Maksimum

Beban

(KN)

(mm)

Maksimum

43,42 280,95

561,9

749,2

936,5

1123,8

1460

15

30

40

50

60

77,95

42,2

0 43,41

0

44,6

0

38

5,28

43,35

40,12

4,2

39

6,34

23

6,78

20,5

22,12

7,17

23

6,32

9,9

9,64

17,3

15,93

8,52

20,6

9,62

11,4

14,26

10,5

11,52

18,17

12,66

19,3

7,36

15,85

7,61

7,09

6,31

commit to user

22,21 24,71

0%

7,58%

44,87%

27,98%

27,68%

38,45%



Grafik hubungan antara kelangsingan dan beban maksimum pada pengujian tekuk batang ganda kayu LVL dapat dilihat pada Gambar 4.9

50

Beban maksimum (KN)

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

5

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Kelangsingan

Gambar 4.9 Grafik Hubungan Kelangsingan Dengan Beban Maksimum Pada Batang Ganda

Gambar 4.9 menunjukan bahwa seiring dengan bertambahnya kelangsingan batang ganda maka beban maksimum yang dapat diterima batang tersebut semakin kecil. Batang ganda dengan nilai kelangsingan sebesar 15 mengalami kegagalan material kayu (crushing material) karena tidak adanya defleksi pada batang ganda tersebut. Grafik hubungan antara penambahan beban pada benda uji dengan defleksi yang terjadi pada pengujian tekuk batang ganda kayu LVL disajikan dalam Gambar 4.10 sampai dengan Gambar 4.14

commit to user



5000 4500 4000 Beban (Kg)

3500 3000 2500

561.9 (A)

2000

561.9 (B)

1500

561.9 (C)

1000 500 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

Defleksi (mm)

Beban (Kg)

Gambar 4.10 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 561,9 mm (Kelangsingan 30) 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

749.2 (A) 749.2 (B) 749.2 (C)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Defleksi (mm)

Gambar 4.11 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 749,2 mm (Kelangsingan 40)

commit to user



2200 2000 1800

Beban (Kg)

1600 1400 1200

936.5 (A)

1000

936.5 (B)

800

936.5 (C)

600 400 200 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Defleksi (mm)

Gambar 4.12 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 936,5 mm (Kelangsingan 50) 1400 1200

Beban (Kg)

1000 800 1123.8 (A) 600

1123.8 (B) 1123.8 (C)

400 200 0 0

5

10

15

20

25

Defeleksi (mm)

Gambar 4.13 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 1123,8 mm (Kelangsingan 60)

commit to user



900 800 700

Beban (Kg)

600 500

1460 (A)

400

1460 (B)

300

1460 (C)

200 100 0 0

5

10

15

20

25

30

35

Defleksi (mm)

Gambar 4.14 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 1460 mm (Kelangsingan 77,95)

4.2 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian dan Teoritis

4.2.1 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian dan Teoritis Pada Batang Tunggal

Perhitungan teoritis dalam menentukan beban maksimum (tahanan tekan terkoreksi) pada batang tunggal dilakukan berdasarkan SNI-5 (2002). Semua faktor koreksi dan faktor lain dalam perhitungan ini ditentukan dengan nilai 1. Penentuan nilai faktor koreksi dan faktor lain dalam perhitungan ini didasarkan bahwa perhitungan ini bukan ditujukan untuk desain yang sebenarnya. Perhitungan ini hanya ditujukan sebagai pembanding hasil uji beban maksimum yang dilakukan pada laboratorium.

Contoh perhitungan beban maksimum (tahanan tekan terkoreksi) untuk dimensi panjang 78 mm sebagai berikut :

commit to user



y

78 mm

x

80 mm

18 mm

Gambar 4.15 Panjang Batang Tunggal dan Dimensi Tampang Batang Tunggal

Diketahui : Kuat tekan sejajar serat (Fc)

:

22,82

Faktor koreksi layan basah (CM)

:

1

Faktor koreksi temperatur (Ct)

:

1

Faktor koreksi pengawetan kayu (Cpt)

:

1

Faktor koreksi ukuran (CF)

:

1

Lebar penampang kayu (b)

:

18

mm

Tinggi penampang kayu (d)

:

80

mm

Luas Penampang kayu (A)

:

1440

mm2

Modulus Elastisitas (EW)

:

4734,12

Mpa

Faktor panjang tekuk (Ke)

:

1

Panjang efektif batang (L)

:

78

c

:

1

Faktor waktu (λ)

:

1

Faktor tahanan tekan (ϕc)

:

1

Faktor tahanan stabilitas (ϕs)

:

1

commit to user

Mpa

mm



Momen inersia ⿈

12

80 18 12

38880 ꇀꇀ

⿈

12

18 80 12

768000 ꇀꇀ Jari-jari girasi ⿈

៘

38880 1440

5,196 ꇀꇀ Kuat tekan terkoreksi sejajar serat ∗

22,82

0,73

22,82 ⵐƼĖ

1

1

1

Tahanan tekan aksial terkoreksi sejajar serat Ƽ

∗

1440

22,82

32,86 ꇸ

commit to user



Modulus elastisitas lentur pada persentil ke-5 1,03

1,03

1

1,645 ꇸ

4734,12

1

1,645 0,2

3335,42 ⵐ Ė

Modulus elastisitas lentur terkoreksi pada persentil ke-5 3335,42

1

1

1

3335,42 ⵐƼĖ

Tahanan tekuk kritis (Euler) Ƽ

1

ꇸ ៘

3335,42 Ƽ Ƽ 1

2

1 78 5,196 1

1

6,39 2 1

1440 210,16 1 32,86 3,69

210,16 ꇸ 6,39

Faktor kestabilan kolom 1

1

2

2

3,69

3,69

6,39 1

1

Tahanan tekan terkoreksi Ƽ

1

Ƽ

32,86

32,86 ꇸ

Hasil perbandingan beban maksimum batang tunggal antara pengujian dan teoritis disajikan dalam Tabel 4.3

commit to user



Tabel 4.3 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian dan Teoritis Pada Batang Tunggal Dimensi (mm)

Beban Maksimum (KN)

Kelangsingan Teoritis

Pengujian

78

15

32,86

37,04

156

30

32,86

35,23

208

40

29,55

31,02

260

50

18,91

26,52

312

60

13,13

22,83

416

80

7,39

20,64

Grafik perbandingan beban maksimum batang tunggal antara pengujian dan teoritis disajikan dalam Gambar 4.16

Beban Maksimum (KN)

40 35 30 25 20

Teoritis

15

Pengujian

10 5 0 0

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Kelangsingan

Gambar 4.16 Grafik Perbandingan Beban Maksimum Batang Tunggal Antara Pengujian dan Teoritis Gambar 4.16 menunjukan bahwa beban maksimum batang tunggal yang didapat dari pengujian nilainya lebih besar daripada teoritis.

commit to user



4.2.2 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian dan Teoritis Pada Batang Ganda

Perhitungan teoritis dalam menentukan beban maksimum (tahanan tekan terkoreksi) pada batang ganda dilakukan berdasarkan SNI-5 (2002). Semua faktor koreksi dan faktor lain dalam perhitungan ini ditentukan dengan nilai 1. Penentuan nilai faktor koreksi dan faktor lain dalam perhitungan ini didasarkan bahwa perhitungan ini bukan ditujukan untuk desain yang sebenarnya. Perhitungan ini hanya ditujukan sebagai pembanding hasil uji beban maksimum yang dilakukan pada laboratorium.

Contoh perhitungan beban maksimum (tahanan tekan terkoreksi) untuk dimensi panjang 280,95 mm sebagai berikut :

y

x

280,95 mm

18 mm

18 mm

80 mm

18 mm

Gambar 4.17 Panjang Batang Ganda dan Dimensi Tampang Batang Ganda

commit to user



Diketahui : Kuat tekan sejajar serat (Fc)

:

22,82

Faktor koreksi layan basah (CM)

:

1

Faktor koreksi temperatur (Ct)

:

1

Faktor koreksi pengawetan kayu (Cpt)

:

1

Faktor koreksi ukuran (CF)

:

1

Lebar penampang kayu (b)

:

18

mm

Tinggi penampang kayu (d)

:

80

mm

Luas Penampang kayu (A)

:

2880

mm2

Modulus Elastisitas (EW)

:

4734,12

Mpa

Faktor panjang tekuk (Ke)

:

1

Panjang efektif batang (L)

:

280,95

c

:

1

Faktor waktu (λ)

:

1

Faktor tahanan tekan (ϕc)

:

1

Faktor tahanan stabilitas (ϕs)

:

1

Momen inersia ⿈

2 2

12

80

18 12

1010880 ꇀꇀ

⿈

2

2

0,5

18

9

80 9

9

12

18

80 12

1536000 ꇀꇀ

commit to user

Mpa

mm



Jari-jari girasi ⿈

៘

1010880 2880

18,735 ꇀꇀ Kuat tekan terkoreksi sejajar serat ∗

22,82

1

22,82 ⵐƼĖ

1

1

1

Tahanan tekan aksial terkoreksi sejajar serat Ƽ

∗

2880

22,82

65,72 ꇸ

Modulus elastisitas lentur pada persentil ke-5 1,03

1,03

1

1,645 ꇸ

4734,12

1

1,645 0,2

3335,42 ⵐ Ė

Modulus elastisitas lentur terkoreksi pada persentil ke-5 3335,42

1

1

1

3335,42 ⵐƼĖ

Tahanan tekuk kritis (Euler) Ƽ

ꇸ ៘

commit to user



3335,42

1

1

Ƽ Ƽ 1

2

280,95 18,735 1

1

6,40 2 1

2880

421,16 ꇸ

421,16 1 65,72 3,7

6,40

Faktor kestabilan kolom 1

1

2

3,7

2

6,4 1

3,7

1

Tahanan tekan terkoreksi Ƽ

1

Ƽ

65,72

65,72 ꇸ

Hasil perbandingan beban maksimum batang ganda antara pengujian dan teoritis disajikan dalam tabel 4.4

Tabel 4.4 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian dan Teoritis Pada Batang Ganda Panjang (mm)

Beban Maksimum (KN)


Pengujian

280,95

15

65,75

43,41

561,9

30

65,72

40,12

749,2

40

59,23

22,12

936,5

50

37,90

15,93

1123,8

60

26,32

11,52

1460

77,95

15,59

7,09

commit to user



Grafik perbandingan beban maksimum batang ganda antara hasil pengujian dan teoritis disajikan dalam Gambar 4.16 70

Beban Maksimum (KN)

60 50 40 Teoritis

30

Pengujian

20 10 0 0

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Kelangsingan

Gambar 4.18 Grafik Perbandingan Beban Maksimum Batang Ganda Antara Pengujian dan Teoritis Gambar 4.18 menunjukan bahwa beban maksimum batang ganda yang diperoleh dari hasil pengujian nilainya lebih kecil daripada teoritis.

Peningkatan kemampuan dalam menahan beban maksimum hasil pengujian pada batang ganda dibandingkan dengan batang tunggal disajikan dalam Tabel 4.5

commit to user



Tabel 4.5 Kenaikan Beban maksimum Hasil Pengujian Pada Batang Ganda Dibandingkan Batang Tunggal Batang Tunggal

Batang Ganda

Kenaikan beban

Panjang (mm)

Beban Kelangsingan maksimum (KN)

Panjang (mm)

Beban Kelangsingan maksimum (KN)

maksimum pada batang ganda (KN)

78

15

37,04

280,95

15

43,41

6,37

156

30

35,23

561,9

30

40,12

4,89

208

40

31,02

749,2

40

22,12

-8,9

260

50

26,52

936,5

50

15,93

-10.59

312

60

22,83

1123,8

60

11,52

-11,31

416

80

20,64

1460

77,95

7,09

-13,55

4.3 Pembahasan Hal yang terkait dengan hasil penelitian dimana memerlukan penjelasan lebih lanjut akan dibahas sebagai berikut : 1. Data dalam Tabel 4.1 menunjukan bahwa persentase terbesar penurunan beban maksimum batang tunggal terjadi pada peralihan panjang antara 208 mm dan 260 mm, sedangkan data dalam Tabel 4.2 menunjukan bahwa persentase terbesar penurunan beban maksimum batang ganda terjadi pada peralihan panjang antara 561,9 mm dan 749,2 mm. Penurunan persentase yang besar pada panjang tersebut disebabkan oleh tidak terlampuinya batas kelangsingan untuk berlakunya Persamaan Euler. Persamaan Euler hanya berlaku pada keadaan elastis, sehingga dengan melihat Persamaan Euler dan Hukum Hooke, maka : Persamaan Euler Hukum Hooke

m

.

commit to user



Dengan menstubstitusikan persamaan Euler ke dalam Hukum Hooke, maka .

Sehingga Hukum Hooke dapat dinyatakan sebagai berikut : . 娐

, didapat kelangsingan batas .

Tegangan tekan proporsional dalam perhitungan kelangsingan batas diambil sama dengan tegangan tekan maksimum (tegangan tekan sejajar serat). Kelangsingan batas untuk berlakunya Persamaan Euler pada LVL kayu sengon adalah :

.

娐

λ

.

4734,12 22,82

45,24

45

45 akan berlaku Persamaan Euler < 45 tidak berlaku Persamaan Euler

Kelangsingan batang tunggal pada peralihan panjang 208 mm dan 260 mm serta kelangsingan batang ganda pada peralihan panjang antara 561,9 mm dan 749,2 mm tidak dalam kondisi Persamaan Euler, maka pada keadaan tersebut terjadi kondisi inelastis yang menyebabkan penurunan beban maksimum yang cukup besar. 2. Beban maksimum batang tunggal hasil pengujian yang lebih besar daripada hasil perhitungan teoritis dapat disebabkan oleh kekangan ujung pada batang tunggal yang memberikan tahanan ujung lebih besar sehingga menambah kekakuan dan juga meningkatkan kestabilannya dalam mencegah tekuk.

commit to user



3. Beban maksimum batang ganda hasil pengujian yang lebih kecil daripada hasil perhitungan teoritis dapat disebabkan oleh tidak terpenuhinya ketentuan batang berspasi yang telah ditetapkan SNI-5 (2002). Perhitungan teoritis beban maksimum batang ganda yang telah dilakukan menganggap bahwa batang ganda sebagai batang berspasi ideal, namun batang ganda belum memenuhi ketentuan batang berspasi. SNI-5 (2002) menyatakan bahwa apabila batang berspasi tidak memenuhi ketentuan yang telah ditetapkan, maka harus direncanakan dengan meninjau masing-masing komponen struktur sebagai kolom berpenampang masif terpisah. Hasil Perhitungan beban maksimum batang ganda dengan meninjau masing-masing komponen struktur sebagai kolom berpenampang masif terpisah dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian dan Teoritis Pada Batang Ganda berpenampang masif terpisah Panjang (mm)

Beban Maksimum (KN)


Pengujian

280,95

15

32,39

43,41

561,9

30

8,10

40,12

749,2

40

4,56

22,12

936,5

50

2,92

15,93

1123,8

60

2,02

11,52

1460

77,95

1,20

7,09

commit to user


digilib.uns.ac.id

Beban Maksimum (KN)

59

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

Pengujian Teoritis

0

20

40

60

80

100

Kelangsingan Gambar 4.19 Grafik Perbandingan Beban Maksimum Batang Ganda Antara Pengujian dan Teoritis Berpenampang Masif Terpisah

Gambar 4.19 menunjukan bahwa beban maksimum batang ganda hasil pengujian lebih besar dibandingkan hasil perhitungan teoritis dengan meninjau kolom sebagai komponen struktur berpenampang masif terpisah. 4. Nilai defleksi yang tergelincir pada panjang 561,9 mm dan 749,2 mm dapat disebabkan oleh penyesuaian arah defleksi dalam menahan beban. Faktor lain yang memicu tergelicirnya nilai defleksi pada panjang tersebut adalah loading frame yang kurang stabil dalam menahan beban.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil penelitian mengenai tekuk pada kayu LVL adalah sebagai berikut : 1. Semakin

besar

dimensi

panjang

pada

batang

tunggal

maupun

ganda

mengakibatkan kapasitas dalam menahan beban tekuk semakin kecil. Hal tersebut terjadi karena semakin besar kelangsingan maka akan semakin besar resiko tekuk terjadi. 2. Batang tunggal maupun batang ganda mengalami kegagalan material (crushing material) pada kelangsingan 15. 3. Beban maksimum pada batang tunggal yang diperoleh dari hasil pengujian lebih besar daripada beban maksimum yang diperoleh dari perhitungan teoritis. 4. Beban maksimum pada batang ganda yang diperoleh dari hasil pengujian lebih kecil daripada beban maksimum yang diperoleh dari perhitungan teoritis.

5.2 Saran

Beberapa saran untuk penelitian lebih lanjut yang akan dilakukan dan mungkin bermanfaat diantarnya : 1. Perlu tinjauan mengenai pengaruh jumlah klos dan jarak penempatan klos pada batang ganda. 2. Perlu tinjauan mengenai alat pengencang yang digunakan dalam batang ganda. 3. Perlu meningkatkan stabilitas loading frame pada saat dilakukan pembebanan agar hasil penelitian lebih baik.

commit to user 60

PENGARUH PANJANG BATANG TERHADAP KUAT TEKAN KOLOM LAMINATED VENEER LUMBER (LVL) DARI BAHAN KAYU SENGON (PARASERIANTHES FALCATARIA L

Recommend Documents