Pd M-18-2000-03
1. Ruang lingkup 1.1 Metode ini menentukan sifat lentur potongan panel atau panel struktural yang berukuran sampai dengan (122 X 244) cm2. Panel struktural yang digunakan meliputi kayu lapis, papan lapis, papan serat teratur, venir komposit dan lapisan kayu. Metode pengujian ini meliputi : Metode A - Uji lentur beban satu titik Metode B - Uji lentur beban dua titik Metode C - Uji momen murni Pemilihan metode ditentukan oleh tujuan pengujian, tipe bahan dan peralatan yang tersedia. Seluruh metode dapat dipakai pada bahan yang mempunyai sifat kekuatan dan kekakuan relatip sama. Hanya metode C yang digunakan untuk uji bahan yang diperkirakan mempunyai kekuatan dan kekakuan panel yang bervariasi disebabkan oleh perbedaan berat jenis, mata kayu, lubang mata kayu, daerah penyimpangan arah serat kayu, serangan jamur atau variasi pertumbuhan lebar. Metode B dapat digunakan untuk mengevaluasi ciri-ciri tertentu seperti celah inti dan sambungan venir dalam panel kayu lapis dimana pengaruhnya cepat terproyeksi pada seluruh panel. Metode C umumnya dipilih jika ukuran bahan uji sesuai dengan yang diijinkan. Momen yang diterapkan pada benda uji sampai hancur dengan metode uji A atau B di mana lendutan yang besar terjadi, boleh lebih besar dari pada momen nominal. Pendekatan koreksi perkiraan dapat dilakukan. 1.2 Metode A, Uji lentur beban satu titik. Metode ini dipakai pada bahan yang memiliki sifat elastisitas dan kekuatan yang seragam. Lendutan total dan modulus elastisitas dihitung dari bahan tersebut, termasuk komponen yang relatif konstan akibat deformasi geser. Metode ini sesuai dan dapat digunakan untuk penyelidikan variabel-variabel yang mempengaruhi sifat keseragaman dari keseluruhan panel yang sedang dipelajari, dan memeriksa benda uji kecil, bebas cacat yang dipotong dari panel besar yang mempunyai cacat-cacat, yang diuji dengan metode untuk benda uji besar. 1.3 Metode B, Uji lentur beban dua titik. Metode ini seperti metode A, sesuai untuk penyelidikan dari faktor yang mempengaruhi kekuatan dan sifat elastis seluruh panel, yang sedang dikontrol atau dipelajari dari benda uji kecil, bebas cacat yang dipotong dari panel besar yang mempunyai cacat-cacat, yang diuji dengan metoda C. Metoda ini dapat digunakan untuk menentukan pengaruh dari sambungan jari, sambungan venir dan celah-celah, dan ciri lain yang dapat secara keseluruhan antara titik beban dan pengaruhnya dapat diperhitungkan pada seluruh lebar panel dengan mudah. Lendutan dan modulus elastisitas yang dihasilkan dari metode ini hanya berlaku untuk harga tegangan lentur yang tidak dipengaruhi oleh komponen geser. Kesalahan yang cukup besar dalam modulus hancur atau runtuh dapat terjadi bila dipakai momen nominal. (lihat lampiran A) 1.4 Metode C, Uji momen murni Metode ini menurut teori sesuai untuk mengevaluasi pengaruh dari mata kayu, lubang mata kayu, daerah arah serat miring dan tambalan dengan pengaruhnya pada panel standar berskala penuh. Untuk pengujian metode ini juga dapat digunakan bahan yang seragam bebas cacat apabila ukuran benda uji mencukupi. Deformasi terukur dan elastis konstan, bebas dari pengaruh deformasi geser, dan panel dapat dibengkokkan mencapai lendutan yang besar tanpa membuat kesalahan komponen gaya horizontal yang terjadi dalam metode lain. 1
Pd M-18-2000-03
Ukuran benda uji dan bentangan minimum tertentu mudah disesuaikan. Metode ini dipilih jika peralatan tersedia. 1.5 Semua metode dapat digunakan untuk menentukan modulus elastisitas dengan ketelitian cukup. Modulus runtuh atau hancur yang ditentukan dengan metode A atau B dapat dipengaruhi oleh kesalahan dan kadang-kadang melebihi 20 % bergantung pada panjang bentang, pembebanan dan lendutan pada saat hancur kecuali momen dihitung dengan ketelitian seperti ditunjukkan pada lampiran A atau dibuat koreksi lain. Kesalahan-kesalahan ini tidak terdapat pada metode C. 1.6 Jika perbandingan hasil uji kelompok benda uji diinginkan, pelaksanaan yang baik adalah menggunakan metode uji yang sama untuk semua benda uji, sehingga menghilangkan kemungkinan perbedaan yang berhubungan dengan metode uji. 1.7 Standar ini tidak menjamin terhadap seluruh permasalahan keselamatan, yang dihubungkan dengan penggunaannya. Hal ini menjadi tanggung jawab pemakai standar ini untuk menjaga keselamatan dan kesehatan yang tepat secara praktis dan menentukan batasan peraturan sebelum digunakan. 2. -
Acuan ASTM D 2395 Test Methods for Specific Gravity of Wood and Wood-Base Materials ASTM D 4442 Test Methods for Direct Moisture Content Measurement of WoodBase Material
3. -
Pengertian Uji lentur beban satu titik adalah uji lentur satu titik beban di tengah bentang. Uji lentur beban dua titik adalah uji lentur dua titik beban yang diletakan pada jarak ¼ bentang dari tumpuan reaksi. Uji momen murni adalah uji lentur tanpa pengaruh gaya geser. Venir adalah lembaran kayu tipis yang diperoleh dengan cara kupasan (rotary cutting) atau irisan (slicing). Dial gage adalah alat untuk mengukur lendutan dengan cara manual. Tranduser adalah alat untuk mengukur lendutan dengan cara elektrik.
-
4. Penggunaan 4.1 Standar ini menjelaskan tentang sifat lentur, terutama kekuatan dan kekakuan panel struktural. Sifat-sifat ini sangat penting dalam penggunaan panel struktural pada konstruksi lantai, pelapis dinding, lantai atap, cetakan beton atau berbagai struktur rangka ruang, pengemasan dan bahan-bahan untuk kontainer, peti kayu, palet atau komponen struktur seperti lapisan luar panel yang tegang. 4.2 Untuk mengontrol dan menentukan variabel lain yang mempengaruhi sifat-sifat lentur, maka kadar kelembaban dan waktu keruntuhan harus ditentukan. Bahan uji disarankan untuk dikondisikan pada tekanan atmosfir tertentu untuk mengendalikan kadar kelembaban dan menentukan berat jenis. Perbandingan hasil uji kayu lapis, komposit venir, dan kayu pejal yang dilaminasi atau konstruksi kayu lapis lainnya akan sangat membantu jika ketebalan lapisan masing-masing diukur untuk mendapatkan perhitungan sifat- sifat penampang. 2
Pd M-18-2000-03
5. Kadar kelembaban 5.1 Contoh uji panel struktural yang akan diuji pada kadar kelembaban spesifik atau kelembaban relatif harus dikondisikan mendekati massa tetap dalam kontrol atmosfir sebelum pengujian. Disarankan kelembaban relatif adalah (65 + 5) % pada temperatur (20 + 3) 0C untuk panel struktural yang digunakan pada kondisi kering. 6. Metode A - Uji lentur beban satu titik 6.1 Ringkasan Mesin uji tekan konvensional digunakan untuk memberikan dan mengukur beban di tengah bentang benda uji lentur yang kecil, dan hasil lendutan pada titik tersebut diukur atau dicatat. Prosedur uji digunakan sehingga kecepatan pembebanan konstan sampai pada daerah elastis atau sampai terjadi keruntuhan pada benda uji. Benda uji ditumpu pada penumpu di mana benda uji dan plat tumpuan dapat bergerak bebas pada saat benda uji melendut. 6.2 Benda uji Benda uji harus mempunyai penampang persegi panjang, tinggi benda uji harus sama dengan ketebalan bahan, dengan lebar 25 mm untuk ketebalan kurang dari 6 mm, dan 50 mm untuk tebal yang lebih besar (catatan 1). Bila arah utama lapisan muka, laminasi, serat, atau wafer sejajar terhadap bentang, maka panjang benda uji tidak boleh kurang dari 48 kali tebal ditambah 50 mm (catatan 2). Bila arah utama lapisan muka, laminasi, serat, atau wafer adalah tegak lurus terhadap bentang, maka panjang benda uji harus tidak boleh kurang dari 24 kali tebal ditambah 50 mm. (catatan 3). Catatan 1 : Pada beberapa kondisi khusus, mungkin diperlukan pengujian dengan lebar benda uji lebih dari 25 atau 50 mm. Untuk menghilangkan aksi plat ketika menguji benda uji yang lebih lebar, lebar benda uji tidak boleh melampaui 1/3 panjang bentang dan perhatian harus diberikan untuk menjamin kerataan tumpuan ke arah melintang benda uji pada titik beban dan titik tumpuan. Catatan 2 : Dalam pemotongan benda uji untuk memenuhi persyaratan panjang, panjangnya tidak di ubah dengan terjadinya variasi ketebalan. Ketebalan nominal bahan uji digunakan untuk menentukan panjang benda uji.
6.2.1 Pengukuran Ukur ketebalan benda uji pada tengah bentang di dua titik dekat pada setiap ujung dan catat rata-ratanya. Ketelitian pengukuran adalah 0,02 mm atau 0,3 %. Ukur lebar pada tengah bentang dengan ketelitian ukuran 0,3 %. 6.2.1.1 Jika diperlukan membuat kesimpulan hasil uji kayu lapis, komposit venir dan ukuran tebal laminasi tiap lapisan dengan ketelitian pengukuran mendekati 0,02 mm di tengah bentang pada tiap sisi, iambil rata-ratanya. 6.3 Panjang bentang Panjang bentang harus paling sedikit 48 kali ketebalan nominal bila arah utama lapisan muka, laminasi, serat, atau wafer dari benda uji sejajar dengan arah bentang, dan paling sedikit 24 kali ketebalan nominal jika arah utama lapisan muka, laminasi, serat, atau wafer dari benda uji tegak lurus terhadap bentang (catatan 3). 3
Pd M-18-2000-03
Catatan 3: Penetapan rasio antara panjang bentang dengan ketebalan, dibutuhkan untuk mendapatkan perbandingan yang teliti dari nilai uji bahan yang mempunyai ketebalan berbeda. Panjang bentang didasarkan pada ketebalan nominal bahan dan hal ini tidak dimaksudkan panjang bentang harus diubah untuk variasi ketebalan yang kecil.
6.4 Tumpuan ujung Titik reaksi harus mampu meniadakan pelengkungan benda uji secara bebas yang memutar secara lateral yang tegak lurus pada panjang benda uji sehingga menerapkan beban merata arah melintang lebarnya. Desain tumpuan ujung harus meletakan titik rotasi dekat sumbu netral dari ketebalan rata-rata benda uji. Detail konstruksi diperlihatkan pada gambar 1. Titik tumpuan yang bersinggungan dengan benda uji harus bundar. 6.4.1 Penggunaan pelat tumpuan umumnya direkomendasikan, dan dibutuhkan bila deformasi setempat mungkin terjadi secara signifikan. 6.4.2 Gunakan tumpuan rol atau pelat dan rol untuk menghindari gaya gesek antara tumpuan ujung dengan benda uji direkomendasikan sebagai tambahan persyaratan meniadakan lateral. Konstruksi tumpuan ujung yang cocok, menggunakan tumpuan rol yang kecil yang berhubungan dengan pelat dan dijepit pada ujung benda uji, ditunjukan pada gambar 2 dan 6. Penggunaan tumpuan bundar yang besar juga diperlihatkan untuk meniadakan lateral terhadap pelengkungan. Metode ini terutama direkomendasikan untuk benda uji yang tipis dengan beban kecil. 6.4.3 Bila benda uji melendut selama pengujian, maka beban tidak lagi bekerja sesuai dengan arah yang diasumsikan di dalam rumus untuk menghitung sifat-sifat bahan. Pembahasan terhadap kesalahan ini, pengaruh-pengaruhnya dan metode untuk menguranginya, dapat merujuk pada lampiran. 6.5 Blok pembebanan Blok pembebanan yang mempunyai radius kurva kurang lebih 1 dan 1,5 kali dari ketebalan benda uji, harus menggunakan panjang angker yang tidak kurang dari 2 kali ketebalan benda uji. Bila deformasi setempat terjadi berlebihan, harus digunakan pelat tumpuan yang cocok. Radius kurva pelat atau blok tumpuan jangan terlalu besar karena akan menyebabkan benda uji melengkung. 6.6 Prosedur pembebanan Berikan beban dengan gerakan kontinu terhadap kepala penggerak selama pengujian. Nilai beban yang diberikan harus sedemikian rupa sehingga nilai regangan serat maksimum sama dengan 0,0015 mm/mm permenit dengan ketelitian + 25 %. Beban harus diukur dengan ketelitian + 1 % dari nilai yang diindikasikan atau 0,4 % dari skala penuh, dipilih yang terbesar. Menghitung nilai gerak piston sebagai berikut: 2
N = zL / 6d 4
Pd M-18-2000-03
dengan : N L d z
adalah adalah adalah adalah terluar
nilai gerakan kepala penggerak mm/menit panjang bentang, mm ketebalan balok, mm satuan unit dari regangan serat mm/mm menit dari panjang serat = 0,0015
6.6.1 Ukur dan catat waktu yang dibutuhkan mulai dari awal pembebanan sampai dengan pembebanan maksimum dengan ketelitian ½ menit.
Gambar 1 Detail peralatan uji lentur statis
5
Pd M-18-2000-03
6.7 Pengukuran lendutan Ambil data diagram beban-lendutan untuk menentukan modulus elastisitas, batas proporsional, beban sampai batas proporsional, beban sampai beban maksimum dan beban total. Ambil lendutan dengan metode yang ditunjukan pada gambar 3 atau 4, (hal 11) dan baca dengan ketelitian 0,02 mm. Pilih penambahan pembebanan sehingga pembacaan beban tidak kurang dari 12 dan sebaiknya 15 atau lebih, pada batas proporsional. 6.7.1 Lendutan dapat diukur dengan tranduser dan diplot bersama-sama dengan beban. Dalam hal ini pencatatan lendutan dengan ketelitian mendekati 1 ½ % dari deformasi pada batas proporsional dan catat lendutan sebelum batas proporsional paling sedikit 64 mm atau ¼ dari pengukuran skala penuh pada sumbu, pilih yang terbesar. Persyaratan yang sama harus diterapkan pada sumbu beban. 6.8 Perhitungan 6.8.1 Menghitung kekakuan lentur benda uji sebagai berikut: EI = ( L3/ 48 ) ( P/∆ ) dengan : EI P/∆ I L
adalah adalah adalah adalah
modulus elastisitas, MPa x momen inersia, mm4 kemiringan kurva beban-lendutan, N/mm momen inersia, mm4 panjang bentang, mm
6.8.1.1 Momen inersia yang digunakan dalam perhitungan pada butir 6.8.1 dapat dihitung dengan beberapa cara tergantung dari persyaratan pengamatan. Dapat juga didasarkan pada seluruh penampang melintang, hanya momen inersia lapisan yang sejajar panjang bentang, atau termasuk seluruh lapisan diukur sesuai dengan modulus elastisitas dalam arah tegangan lentur. Metode yang digunakan dinyatakan dengan jelas pada laporan. 6.8.2
Menghitung momen maksimum (SbI / C) menurut persamaan sebagai berikut: fcI / C = PL/4
dengan: fcI / C adalah momen maksimum, N.mm fc P C
adalah modulus patah, MPa adalah beban maksimum, N adalah jarak dari sumbu netral ke serat ekstrim, mm 6
Pd M-18-2000-03
Keterangan : 1. Rel 2. Tumpuan kecil cam penerus 3. Tumpuan pelat penuntun sentering 4. Tumpuan pelat 5. Benda Uji 6. Pegas penjepit penahan benda uji pada tumpuan pelat 7. Tumpuan bola berdiameter besar untuk pembengkokan benda uji 8. Tumpuan reaksi didukung oleh rel pengatur jarak bentang
Gambar 2 Tumpuan reaksi untuk benda uji lentur kecil 7. Metode B - Uji lentur beban dua titik 7.1 Ringkasan Ke dua ujung benda uji lentur dua titik ditumpu di atas tumpuan reaksi khusus yang diletakkan di atas meja mesin uji konvensional. Alat pembebanan memberikan beban yang sama pada titik ¼ bentang dari tumpuan, sebagai akibat gerakan ke bawah kepala penggerak mesin uji, dan menyebabkan bagian tengah ⏐ bentang benda uji memperoleh kondisi mendekati momen murni.
7
Pd M-18-2000-03
Lendutan pada tengah bentang sehubungan dengan dua titik beban diukur dengan “dial gage” atau transduser yang memberikan deformasi lentur murni dan tidak dipengaruhi oleh deformasi geser. 7.2 Benda uji Benda uji harus mempunyai penampang empat persegi dan panjangnya lebih panjang 50 mm dari bentang uji seperti ditentukan dalam butir 7.3 Tebal benda uji sesuai dengan tebal bahan. Lebarnya 25 mm untuk tebal bahan kurang dari 6 mm, dan lebar 50 mm untuk tebal bahan 6 mm atau lebih. Alternatif lebar adalah 300 mm. 7.2.1 Pengukuran Ketebalan benda uji diukur pada tengah bentang sebanyak dua titik dekat sisi luar masingmasing dan dicatat rata-ratanya. Ketelitian pengukuran 0,02 mm atau 3 %. Ketelitian pengukuran lebar pada tengah bentang 0,3 %. 7.2.1.1 Untuk kesimpulan hasil uji kayu lapis, komposit venir dan laminasi, diukur tebal tiap lapis dengan ketelitian 0,02 mm pada tengah bentang pada sisi luar dan dicatat rata-ratanya. 7.3 Panjang bentang Rasio panjang dan tebal bentang mempunyai pengaruh relatif kecil terhadap hasil uji yang menggunakan dua titik pembebanan dan metode pengukuran perubahan bentuk dijelaskan pada standar ini. Jarak antara titik beban dan tumpuan yang berdekatan cukup mencegah kegagalan geser akibat guling. Lebar alternatif 300 mm harus mempunyai panjang (pada momen konstan) paling sedikit 600 mm. 7.3.1 Untuk uji kekakuan, benda uji mempunyai panjang bentang paling sedikit 48 kali tebal nominal jika arah serat sejajar terhadap bentang dan 24 kali tebal nominal jika arah serat tegak lurus bentang. 7.3.2 Direkomendasikan pada pengujian pembebanan dua titik sampai hancur yang dilakukan pada suatu bentang yang paling sedikit panjangnya sama dengan jarak antara titiktitik beban ditambah 48 kali tebal benda uji untuk arah serat sejajar atau 24 kali tebal benda uji untuk arah serat tegak lurus. Bahan yang mempunyai kuat geser terhadap puntir yang tinggi atau mempunyai seluruh lapisan, laminasi, serat, wafer sejajar bentang, jarak antara beban dan tumpuan dapat lebih dekat.
Gambar 3 Penyetelan tumpuan dan metode dari penahanan “dial gage” untuk pengamatan lendutan bahan yang tipis pada uji lentur statis 8
Pd M-18-2000-03
Gambar 4. Tumpuan rol dengan “dial gage” untuk mengukur lendutan di sumbu netral pada uji lentur statis 7.4 Tumpuan Ketentuan tumpuan reaksi dapat di lihat pada butir 6.4 dan 6.4.1. Keterangan lain dibahas dalam butir 6.4.2 dan 6.4.3. 7.5 Pembebanan Terapkan beban yang sama pada benda uji yang sama jauhnya dari tumpuan yang mempunyai permukaan silinder dengan jari-jari kurva paling sedikit 1 ½ kali tebal benda uji yang memungkinkan benda uji bersinggungan. Sumbu permukaan tumpuan tetap sejajar dan paling sedikit satu tumpuan tersebut bebas berputar atau dibebani melalui rol untuk mencegah timbulnya gaya gesek pada permukaan benda uji. Konstruksi kepala penggerak untuk pembebanan dapat dilihat pada gambar 5 dan 6. Letakkan poros di tengah dua beban dekat sumbu netral benda uji. 7.5.1 Jarak titik beban cukup untuk menetapkan lendutan yang diukur. Jarak tersebut paling sedikit 24 kali tebal benda uji disyaratkan untuk benda uji dengan arah serat sejajar bentang atau 12 kali tebal benda uji untuk arah serat tegak lurus bentang. 7.5.2 Jumlah pengukuran terhadap dua beban dengan ketelitian paling sedikit 1 % dari nilai yang ditunjukkan atau 0,4 % pada skala penuh, pilih yang lebih besar. 7.6 Kecepatan pengujian Terapkan beban dengan kecepatan gerakan kontinu pada titik-titik beban dengan memperhatikan tumpuan dalam nilai sebaran yang diijinkan 25 % dari nilai kecepatan yang ditentukan sebagai berikut: N = ( za/3d ) ( 3L - 4a ) 9
Pd M-18-2000-03
dengan : N z a d L
adalah adalah adalah adalah adalah
tingkat kecepatan, mm/menit unit regangan serat, mm/mm menit = 0,0015 jarak dari tumpuan kebeban terdekat, mm tebal balok, mm panjang bentang, mm
7.6.1 Mengukur waktu dari awal pembebanan sampai beban maksimum dan catat, dengan pembulatan ½ menit. 7.7 Pengukuran lendutan Ukur lendutan di tengah bentang dengan memperhatikan garis antara dua titik yang berjarak sama dari tengah bentang dan di dua titik beban dengan ketelitian paling sedikit 1½ % dari lendutan total jika diuji hanya untuk kekakuan, atau 1½ % dari lendutan mendekati batas proporsional. Ketiga titik diletakan pada sumbu longitudinal benda uji. Peralatan yang sesuai dari tranduser tipe ini ditunjukkan pada gambar 5 dan 6. Sebuah dial gage dapat mengganti tranduser untuk pembacaan secara manual. Tahapan pembacaan masing-masing gage paling sedikit 12 dianjurkan 15 atau lebih, pembacaan beban lendutan dilakukan di bawah batas proporsional atau yang mendekati untuk menentukan kekakuan benda uji. 7.8 Perhitungan 7.8.1 Hitung kekakuan lentur benda uji sebagai berikut: E I = [ ( L - L1 ) L22/32 ] ( P’/ ∆ ) dengan : L1 adalah panjang bentang antara titik beban, mm L2 adalah panjang bentang antara titik pengukuran lendutan, mm P’/ ∆ adalah kemiringan diplot dari kurva beban lendutan di mana lendutan diukur di tengah bentang sampai akhir bentang dalam mm dan notasi lain diberikan dalam 7.8.1. Keterangan pemakaian pada 7.8.2
Gambar 5 Peralatan Pada Pembebanan Dua-Titik dan Pengukuran Lendutan ( Metode B ) 10
Pd M-18-2000-03
Keterangan : 1. Tumpuan bola besar untuk dudukan pembengkokan benda 2. Sekrup pengatur dan pelat pendukung rumah tranduser 3. Tumpuan pelat 4. Tumpuan rol kecil pelat ijin jungkit dan rol pendukung melendtnva benda uji 5. Batang tarik diangker pada kepala penggerak 6. Tumpuan penuntun untuk merapatkan posisi batang dan pembebanan 7. Sengkang untuk pembawa beban pada poros tumpuan 8. Poros tumpuan untuk menyamakan dua beban yang dipakai dengan rol 9. Beban titik rol bebas 10. Pelat pengikat batang tranduser untuk pelindung gege lendutan dari jungkit lateral
Gambar 6 Uji Dua-Titik Beban ( Metode B ) 7.8.2
Menghitung momen maksimum dari benda uji sebagai berikut: SbI / C = P (L - Li )/4
dengan: P adalah beban maksimum, N 11
Pd M-18-2000-03
8. Metode C - Uji momen murni 8.1 Ringkasan Mesin pengujian desain khusus dipakai untuk uji momen murni panel melalui portal pembebanan. Portal bebas bergerak selama pengujian menghalangi terjadinya momen murni pada pusat bentang panel. Lendutan antara portal pembebanan dari sumbu netral seperti sebuah lengkungan bundar. Deformasi berotasi antara titik dekat akhir lengkungan diukur selama uji oleh alat sensor khusus yang diletakan diatas pasak rencana (pins projecting) dari muka panel. Uji ini mudah dan fleksibel, dan hasilnya berhubungan langsung pada sifat dasar dari deformasi besar. 8.2 Benda uji Ukuran benda uji akan sebanding dengan bahan yang digunakan, pembuatan seringkali dibuat dari panel yang utuh. Pembatasan ukuran mungkin ditentukan oleh ukuran peralatan atau kapasitas momen atau ukuran bahan yang tersedia. Kecuali untuk pengaruh yang tidak sama dari sifat panel, dimensi benda uji cenderung tidak mempengaruhi hasil uji. Bila bahan tidak seragam mengandung variasi berat jenis, mata kayu, lubang mata kayu, serat miring, atau sumber lain dari besar faktor tak tetap yang diuji untuk konstruksi umum dan industri, lebar benda uji minimum yang direkomendasikan adalah 610 mm dan setidaknya lebar benda uji tidak kurang dari 300 mm. 8.2.1 Pengukuran Ukur ketebalan panel sebanyak empat titik, dua titik pada seperempat panjang panel dekat sisi luar masing-masing dengan ketelitian pengukuran 0,02 mm dan catat rata-ratanya. Ukur lebar dengan ketelitian 0,3 % sebanyak dua titik pada seperempat panjang panel dari ujung panel masing-masing dan catat rata-ratanya. 8.2.1.1 Bila diperlukan kesimpulan hasil uji kayu lapis, venir komposit, dan ukuran tebal laminasi dari masing-masing lapisan dengan ketelitian ukuran 0,02 mm di titik yang sama yang diukur pada ketebalan panel total.
Keterangan : 1. Pendukung tali 2. Dial gage
Gambar 7. Dial gage digunakan untuk mengukur lendutan midordinate pada pengujian momen lentur ( Metode C ) 12
Pd M-18-2000-03
8.3 Pemakaian dan pengukuran momen. Gambar 7 ilustrasi pemakaian momen murni pada benda uji, di tengah portal pembebanan, dan pengukuran deformasi. Pemakaian yang sama dan berlawanan momen murni pada masing-masing ujung panel dengan portal. Portal akan bebas bergerak terus atau beban sementara di bawah menghalangi pemakaian tegangan langsung atau kompresi beban pada deformasi besar. Sumbu tumpuan portal pembebanan tetap berhubungan sejajar sepanjang uji (catatan 4). Jarak antara (space bars) dari portal pembebanan cukup untuk mencegah kegagalan geser antara titik-titik dari penggunaan beban. Jarak antara batang yang dianjurkan adalah 20 kali tebal panel untuk menghindari kegagalan geser panel datar. Dalam hal ini mungkin dilengkapi dengan penutup jarak. Catatan 4.
Persyaratan digunakan bila peralatan khusus tidak tersedia. Prinsip dari perdagangan dapat menyediakan mesin uji lentur dengan persyaratan dalam gambar diagram di bawah. Selanjutnya dibuat inovasi peralatan uji lentur murni, peralatan tipe ini memakai kabel dan “puley”, keduanya dibeli atau dikonstruksi di laboratorium, maksud dari metode perkakas ini hanya saran praktek. Peralatan ini adalah hak paten US. Patent No. 3, 286, 516.
8.3.1 Ukur atau catat momen yang dipakai pada salah satu atau kedua portal pembebanan, salah satu menunjukkan atau dalam batas hubungan nilai momen, untuk ketelitian + 2 % nilai yang ditunjukkan atau 0,8 % dari pembacaan skala penuh di bawah 40 % nilai skala penuh (catatan 5). Gaya gesek cenderung menahan gerak sumbu portal pembebanan selama uji mungkin juga menyebabkan kesalahan yang signifikan. Bila panel dengan lebar 120 cm diuji, gaya horizontal dipakai pada satu portal pembebanan itu disyaratkan untuk menghasilkan gerak pada kedua portal tanpa panel di dalam mesin tidak melebihi 2,3 kg. Di mana kabel dan sistem “pulley” yang dipakai, kabel yang digunakan tetap dengan kemungkinan ukuran terkecil dengan beban, dan secara relatip “pulley” besar akan membantu mengurangi gaya gesek. Catatan 5 : Batasan ini tidak mengikat untuk peralatan konvensional dalam permintaan ijin fabrikasi laboratorium dan berpengalaman dalam desain mesin momen presisi. Perhatikan kontrol penyelidikan mungkin menghendaki spesifikasi atau konstruksi peralatan yang lebih presisi.
8.4 Kecepatan pengujian Putaran beban portal masing-masing pada kecepatan konstan dari seluruh uji + 25 % kecepatan putaran dihitung sebagai berikut: R = (2 z / 3d) (3 D - 4 S) dengan: R adalah kecepatan putaran antara portal pembebanan, rad/menit S adalah jarak antara batang beban portal yang bersinggungan dengan panel, (mm) D adalah bentang antara batang frame pembebanan terluar, (mm) d adalah ketebalan panel, (mm) z adalah tingkat regangan untuk serat terluar, mm/mm menit Untuk panel struktur tingkat regangan serat terluar, z, diambil 0,0015 mm/mm menit. 8.4.1 Mengukur waktu dari awal pembebanan sampai dengan beban maksimum dan catat, dengan pembulatan ½ menit. 13
Pd M-18-2000-03
8.5 Pengukuran kelengkungan panel Mengukur kelengkungan panel antara dua titik di atas sumbu longitudinal pada panel yang diletakkan antara batang pembebanan sebelah dalam serta diberi jarak yang tetap dengan mempertahankan jarak antara alat ukur dan batang pembebanan. Ambil data kelengkungan untuk ketelitian paling sedikit 1 ½ % dari batas nilai proporsional. Jika membaca “gages”, ambil paling sedikit 12 dan dianjurkan 15 atau pembacaan mendekati di bawah batas proporsional. Jika data dicatat secara otomatis, pembesaran seperti menghasilkan gerakan pasak yang paling sedikit 64 mm atau ¼ dari skala penuh, yang mana lebih besar di atas sumbu di bawah batas proporsional. 8.5.1 Ijin merubah susunan peralatan selama uji, pencatatan bagian diperbesar terlalu tinggi dari data kelengkungan pada momen rendah untuk menghasilkan gerakan pasak skala penuh yang paling sedikit satu sumbu memberikan data lebih akurat untuk perhitungan kekakuan lentur. Karakteristik kegagalan panel besar akan mendiktekan perpindahan yang kecil pengukuran peralatan panel ketika cukup data dalam batasan elastis yang dapat dicapai. 8.5.2 Ketentuan dibuat dengan dua metode yang cocok untuk memperoleh data kelengkungan. Metode lendutan midordinate menggunakan peralatan yang tersedia untuk mengukur kelengkungan. Metode putaran sudut memakai peralatan khusus pengukuran putaran sudut untuk menentukan deformasi putaran bagian panel yang dipengaruhi lentur murni. 8.5.3 Pengukuran kelengkungan panel dengan midordinate Peralatan untuk menentukan mengukur kelengkungan panel midordinate atau lendutan relatif untuk dua titik seperti ditunjukkan dalam Gambar 7. Pembacaan dial gage mendekati 0,02 mm biasanya akan memberi banyak ketelitian. Sebuah transduser elektronik dapat menggantikan dial gage untuk pencacatan langsung jika sistim ketelitian memadai. 8.5.4 Pengukuran kelengkungan panel dengan putaran sudut Gambar 8 ilustrasi metode yang sesuai pada pengukuran putaran sudut bersamaan dengan penunjukkan elektronik dan perlengkapan pencatatan. 3 mm pasak rencana (pin project) tegak lurus terhadap permukaan panel dalam posisi vertikal flen kecil empat persegi panjang, yang terpasang pada panel dengan menyekrup ke dalam lubang kecil pada muka panel sampai flen menutup rapat sekali atau dengan penyisipan pasak melewati lubang pada panel dan penarikan flen yang ketat diartikan sebuah mur di atas sisi berlawanan dari panel. Batang referensi kira-kira sama panjangnya dengan jarak antara pasak disesuaikan pada masing-masing ujung dengan alat sensor angular. Setiap rumah gage dilengkapi dengan tumpuan bola kecil yang mengijinkan pergerakan bebas pada sensor gage angular sepanjang batang sambil tetap menahan hubungan angular. Tenaga yang dimasukkan poros dari setiap rotasi gage disesuaikan dengan flen dan V- blok kecil yang ditempatkan di atas pasak rencana (pin projecting) dari panel pada tiap titik gage, hingga mengirim rotasi angular dari panel ke gage dan mendukung pemasangan rotasi gage batang referensi. 8.5.4.1 Rotasi antara dua titik gage selama uji adalah jumlah dari dua rotasi diukur pada putaran pada masing-masing ujung batang referensi. Pakai deferensial transformasi linier sebagai transduser ijin primer dan sekunder dipasang untuk menghasilkan tanda tunggal proporsional pada penjumlahan untuk petunjuk atau pencatatan. 14
Pd M-18-2000-03
8.6 Perhitungan 8.6.1 Menghitung kekakuan panel (EI), tergantung metode pada pengukuran kelengkungan, dari data uji yang sesuai dengan persamaan berikut:
Keterangan : 1. Pasak 2. Gage Rotasi 3. Batang Referensi 4. Pasak 5. Portal Pembebanan
Gambar 8. Alat putaran sudut dan portal pembebanan pada uji lentur murni 8.6.1.1 Cara midordinate Menentukan kekakuan lentur panel, EI, momen lentur, M, dan kurva panel, R sebagai berikut: EI = MR dengan: EI M R
adalah kekakuan lentur panel, N.mm2 adalah momen lentur, N.mm adalah jari-jari kelengkungan panel, mm 15
Pd M-18-2000-03
Menghitung jari-jari kelengkungan yang dibahas pada butir, 8.5.3 sebagai berikut: R = ( L2/8∆ ) + (∆/2 ) dengan : R L ∆
adalah jari-jari kelengkungan, mm adalah panjang tali untuk pengukuran lendutan, mm adalah lendutan, mm
8.6.1.2 Metode putaran sudut E I = ML / ( θ1 + θ2 ) dengan: EI M L θ1 + θ2 8.6.1
adalah adalah adalah adalah
kekakuan lentur panel, N. mm2 (lihat 6.8.1) momen maksimum, N.mm (lihat 6.8.1.1) jarak antara titik gage, mm total putaran sudut antara titik pengukuran
Menghitung sebagai berikut: fc I / C = momen maksimum, N.mm
9. Pengaruh tak tetap faktor lentur 9.1 Kadar kelembaban Benda uji kadar kelembaban mempunyai luas minimum 13 cm2 dari daerah bebas cacat pada panel. Benda uji kadar kelembaban dari benda uji besar pada metode C mempunyai luas minimum 52 cm2. Jika pemeriksaan tepi panel berisi venir tampak adanya mata kayu dalam setiap inti lapisan, pilih benda uji nomor dua. Benda uji kadar kelembaban juga sebagai benda uji gaya berat spesifik yang bebas dari variasi berat jenis dan pori-pori lapis inti seperti lubang mata kayu atau celah pinggir antara venir. Menentukan kadar kelembaban dibuat sesuai metode uji ASTM D 4442. 9.2 Spesifik gravitasi Menentukan spesifik gravitasi dibuat sesuai metode uji ASTM D. 2395. Benda uji mungkin sama sebagaimana menentukan kadar kelembaban tetapi harus mempunyai volume paling sedikit 16 cm3 dari benda uji kecil dan paling sedikit 49 cm3 dari benda uji besar. Benda uji dengan venir akan bebas dari kemungkinan mata kayu atau pori-pori. 10. Pelaporan 10.1 Setiap benda uji akan diuraikan seperti ukuran, jenis, konstruksi dan tipe bahan perekat yang digunakan, dan petunjuk penting lapisan, laminasi, strand atau wafer dengan panjang benda uji. 16
Pd M-18-2000-03
10.2 10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.2.4 10.2.5 10.2.6 10.2.7 10.2.8
Data untuk masing-masing benda uji tersendiri dan termasuk data rata-rata: Ketebalan Spesifik gravitasi Kadar kelembaban Waktu terjadi kerusakan Kekakuan lentur Momen maksimum Diagram beban-lendutan Uraian kerusakan
10.3 Hal ini mungkin juga diinginkan untuk memasukkan data tambahan yang mungkin mempengaruhi hasil seperti modulus elastisitas, modulus patah, modulus penampang, momen inersia, ketebalan masing-masing lapisan atau laminasi, beban maksimum atau momen dan tanda dari pabrik sehubungan dengan tingkat mutu panel atau gagasan yang mempengaruhi hasil uji. 10.4 Metode perhitungan momen inersia dan modulus penampang akan lebih jelas ditetapkan. Uraian metode uji termasuk peralatan yang digunakan untuk pemakaian beban atau momen pada panel, pemakaian titik-titiknya, pengukuran deformasi peralatan, dan geometri dari deformasi diukur. 11. Ketelitian 11.1 Ketelitian metode ini tidak ditentukan, tetapi pernyataan presisi data yang tersedia akan dimasukkan.
17
Pd M-18-2000-03
Lampiran A ( Informasi Tambahan ) A.
Perhitungan momen titik pusat dan dua titik beban uji
A.1 Persamaan dari perhitungan momen lentur diberikan dalam gambar A.1 untuk uji titik pusat dan gambar A.2 untuk uji dua titik. Kesalahan terjadi karena penggunaan momen nominal sebagai momen murni untuk menghitung modulus patah ( persamaan dalam standar ini menggunakan momen nominal ) tergantung pada geometri benda uji dan kegagalan pada pembebanan. A.2 Dalam hal uji dua titik, ukuran sudut tangens tambahan dan lendutan selama uji untuk perhitungan yang diijinkan dari kelipatan momen murni selama uji berlangsung dan pengurangan data oleh besarnya permintaan. Pendekatan yang mengurangi kesalahan, kemungkinan batas yang diterima pada banyak tujuan untuk koreksi pemakaian momen nominal yang berbeda dengan lendutan tengah bentang.
Tumpuan pelat Roll bebas berputar
Gambar A.1 Perhitungan Momen Pengujian Beban Titik Pusat Jika lendutan diukur relatif untuk reaksi: M = ( PL/4 ) + [( ∆ - A ) ( P/ 2 )] tan α dengan: M P L a α ∆
adalah adalah adalah adalah adalah adalah
momen pada tengah bentang, N.mm. beban, N. panjang bentang, mm. jarak dari pusat poros reaksi ke sumbu netral benda uji, mm. kemiringan benda uji pada reaksi lendutan relatip reaksi tengah bentang 18
Pd M-18-2000-03
Bila lendutan diukur relatif pada dua titik di atas sumbu netral panel M = ( PL / 4 ) + ( P∆ / 2 ) tan α - ( Pa / 2 )] sin α dengan: ∆ adalah lendutan relatip tengah bentang ke titik di atas sumbu netral dari panel reaksi, pemberian notasi lain.
Gambar XI.2 Perhitungan momen beban uji dua titik Gambar A.2 Perhitungan momen beban uji dua titik Jika lendutan diukur relatif ke reaksi: M = ( PL/4 ) + [( ∆ - A ) ( P/ 2 )] tan α - ( PL1/4 ) - [( ∆ - ∆1 + a ) ( P/ 2 )] tan β dengan: M adalah momen antara titik beban, N.mm. P adalah beban total, N. L adalah jarak bentang reaksi,mm. L1 adalah beban titik bentang, mm. ∆ adalah lendutan relatip reaksi tengah bentang, mm. ∆1 adalah lendutan relatip reaksi titik beban, mm. a adalah jarak dari pusat poros reaksi ke sumbu netral benda uji, mm. α adalah kemiringan pada reaksi β adalah kemiringan pada titik beban Jika lendutan diukur relatif untuk dua titik pada sumbu netral dari panel: M = [P(L - L1) /4 ] + (P∆/ 2) tan α - [(P/ 2) (∆ - ∆1) (P/ 2)] tan β - (Pa/2) (sin α+sin β) dengan: ∆ adalah lendutan relatip tengah bentang ke titik di atas sumbu netral dari panel reaksi ∆1 adalah lendutan relatip titik beban di atas sumbu netral panel reaksi, dan notasi lain 19
Pd M-18-2000-03
Lampiran B Daftar Nama dan Lembaga 1. Pemrakarsa : Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Permukiman, Badan Litbang Permukiman dan Pengembangan Wilayah 2.
Penyusun :
No.
1.
Nama
Ir. Agus Sarwono
Lembaga
Puslitbang Teknologi Permukiman
20
Pd M-18-2000-03
21
Pd M-18-2000-03
DAFTAR ISI
Halaman Daftar Isi ……………………………………………………………………………...
i
1
Ruang Lingkup ………………………………………………………………..
1
2
Acuan ………………………………………………………………………….
2
3
Pengertian ……………………………………………………………………..
2
4
Penggunaan ……………………………………………………………………
2
5
Kadar Kelembaban …………………………………………………………….
3
6
Metode A-Uji Lentur Beban Satu Titik ……………………………………….
3
7
Metode B-Uji Lentur Beban Dua Titik ………………………………………..
7
8
Metode C-Uji Momen Murni ………………………………………………….
12
9
Pengaruh Tak Tetap Faktor Lentur ……………………………………………
16
10
Pelaporan ………………………………………………………………………
16
11
Ketelitian ………………………………………………………………………
17
Lampiran A: Informasi Tambahan ……………………………………………………
18
Lampiran B : Daftar Nama dan Lembaga …………………………………………….
20
i
Pd M-18-2000-03
ii
