Post on 20-Oct-2020
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
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
2.2.8. Tekuk dan Stabilitas .................................................................................. 14
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………... 61
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
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).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
Batang tekan adalah elemen struktur yang mendukung gaya tekan aksial. Struktur
rangka batang dapat berupa batang tepi, batang diagonal, batang vertikal, dan batang-
batang 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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
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 10-
15% dibanding dengan 25-40% untuk papan pengergajian.
3. Vinir-vinir setelah proses pengeringan dijuji secara visual dan mekanik (non-
destructive 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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
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 vinir-
vinirnya 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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
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. Lembaran-
lembaran 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 10-
15 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 (
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
2.2.8. Tekuk dan Stabilitas
Konsep dasar mengenai tekuk dan stabilitas dapat diidealisasikan pada suatu model
tekuk pada gambar 2.1
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 masing-
masing 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
P
C
B
A
L/2
L/2
B
C
A
B
C
P P
PMB
(a) (b)
(c)
迈R 迈R θ
θ θ
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
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 :
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.
官鉐r 实襘挠刮挂拐挠 ………………..(1)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
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 实 襘挠刮试拐辊世守挠 ………………..(2)
Di mana
E = modulus elastisitas
I = momen inersia
L = panjang kolom di antara kedua ujung sendi 襘 = konstanta pi = 3,1416 r = 瞬挂故世 = 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). Jari-
jari 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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
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 : 官烛实쟈颇故瓜鉐∗ 实쟈篇官泼烛 ………………..(3)
Faktor kestabilan kolom (Cp) dihitung sebagai berikut :
쟈篇实1十荒鉐2规 石顺收1十荒鉐2规 寿挠石荒鉐规 ………………..(4)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Dengan
荒鉐 实 会魄官乒晃会鉐官烛 ………………..(5) 官乒实襘挠刮V烛挂纵乖乒拐邹挠实襘挠刮V烛故足乖乒拐辊卒挠 ………………..(6)
Keterangan :
A : Luas Penampang bruto 瓜披∗ : Kuat tekan terkoreksi sejajar serat (setelah dikalikan semua faktor koreksi kecuali faktor stabilitas kolom, CP) 刮V烛 : Nilai modulus elatisitas lentur terkoreksi pada persentil ke-5
Pe : Tahanan tekuk kritis (Euler) pada arah yang ditinjau 官烛 : Tahanan tekan aksial terkoreksi sejajar serat pada kelangsingan kolom sama dengan nol
c : 0,80 untuk batang massif 会鉐 : Faktor tahanan tekan = 0,90 会魄 : 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 (刮V烛邹 dan faktor tahanan stabilitas (ϕs).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Nilai modulus elastisitas lentur terkoreksi pada persentil ke lima (刮V烛邹 untuk balok masif dihitung berdasarkan Persamaan (7) dengan 刮扑烛 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 刮V烛 实0,69刮扑烛. 刮V烛 实1,0h刮扑烛揍1石1,645纵乖惯琵邹租 ………………..(7)
Keterangan :
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.
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
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, 癸脑屎0,50癸囊 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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
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
Ketebalan Veneer
Jumlah & Persentase
Veneer Total
lembaran
Modulus Elastisitas
Kuat geser
horizontal
Berat Jenis
Kuat tekan sejajar serat
Ply % (N/mm2) (N/mm2) (g/cm3) (N/mm2)
Falcata 2,2 mm 11 100 11 4734,12 3,05 0,33 22,82
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
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.
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
2
3
4
5
7
6
1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
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.
12
3
4
5
7
6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Gambar 3.8. Kondisi Perletakan Atas
Gambar 3.9. Kondisi Perletakan Bawah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
3.4. Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.10. 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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 35
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
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) Kelangsingan
Beban
Maksimum
(KN)
Rata-Rata
Beban
Maksimum
(KN)
Defleksi pada
Beban
Maksimum
(mm)
Penurunan
Beban
Maksmum
(KN)
78 15
36,76
37,04
0
0 % 39,25 0
35,12 0
156 30
35,23
35,23
2,1
4,89% 34,63 1,97
35,82 2,04
208 40
32,96
31,02
4,57
11,95 % 30,24 4,72
29,87 5,15
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Tabel 4.1 (Lanjutan)
Grafik hubungan antara kelangsingan dan beban maksimum pada pengujian tekuk
batang tunggal kayu LVL dapat dilihat pada Gambar 4.2
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Kelangsingan Dengan Beban Maksimum
Pada Batang Tunggal
Panjang
(mm) Kelangsingan
Beban
Maksimum
(KN)
Rata-Rata
Beban
Maksimum
(KN)
Defleksi pada
Beban
Maksimum
(mm)
Persentase
Penurunan
Beban
Maksimum
260 50
25,74
26,52
5,46
14,51% 26,55 6,12
27,26 6,87
312 60
23,45
23,83
7,55
10,14% 24,86 6,94
23,17 8,21
416 80
21,18
20,64
10,52
13,39% 21,55 9,18
19,19 7,88
05
10152025303540
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
Beba
n M
aksi
mum
(KN
)
Kelangsingan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
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
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 156 mm (Kelangsingan 30)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Beb
an (
Kg)
Defleksi (mm)
156 A
156 B
156 C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi Pada Dimensi Panjang 208 mm (Kelangsingan 40)
Gambar 4.5 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi
Pada Dimensi Panjang 260 mm (Kelangsingan 50)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10
Beb
an (
kg)
Defleksi (mm)
208 A
208 B
208 C
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 2 4 6 8 10 12
Beb
an (
Kg)
Defleksi (mm)
260 A
260 B
260 C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Gambar 4.6 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi
Pada Dimensi Panjang 312 mm (Kelangsingan 60)
Gambar 4.7 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi
Pada Dimensi Panjang 416 mm (Kelangsingan 80)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 2 4 6 8 10 12
Beb
an (
Kg)
Defleksi (mm)
312 A
312 B
312 C
0
500
1000
1500
2000
2500
0 5 10 15 20
Beb
an (
Kg)
Defleksi (mm)
416 A
416 B
416 C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
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) Kelangsingan
Beban
Maksimum
(KN)
Rata-Rata
Beban
Maksimum
(KN)
Defleksi pada
Beban
Maksimum
(mm)
Persentase
Penurunan
Beban
Maksimum
280,95 15
43,42
43,41
0
0% 42,2 0
44,6 0
561,9 30
38
40,12
5,28
7,58% 43,35 4,2
39 6,34
749,2 40
23
22,12
6,78
44,87% 20,5 7,17
23 6,32
936,5 50
9,9
15,93
9,64
27,98% 17,3 8,52
20,6 9,62
1123,8 60
11,4
11,52
14,26
27,68% 10,5 18,17
12,66 19,3
1460 77,95
7,36
7,09
15,85
38,45% 7,61 22,21
6,31 24,71
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
Grafik hubungan antara kelangsingan dan beban maksimum pada pengujian tekuk
batang ganda kayu LVL dapat dilihat pada Gambar 4.9
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
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
Beba
n m
aksi
mum
(KN
)
Kelangsingan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
Gambar 4.10 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi
Pada Dimensi Panjang 561,9 mm (Kelangsingan 30)
Gambar 4.11 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi
Pada Dimensi Panjang 749,2 mm (Kelangsingan 40)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Beba
n (K
g)
Defleksi (mm)
561.9 (A)
561.9 (B)
561.9 (C)
0200400600800
10001200140016001800200022002400
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Beba
n (K
g)
Defleksi (mm)
749.2 (A)
749.2 (B)
749.2 (C)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
Gambar 4.12 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi
Pada Dimensi Panjang 936,5 mm (Kelangsingan 50)
Gambar 4.13 Grafik Hubungan Penambahan Beban Dengan Defleksi yang terjadi
Pada Dimensi Panjang 1123,8 mm (Kelangsingan 60)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Beba
n (K
g)
Defleksi (mm)
936.5 (A)
936.5 (B)
936.5 (C)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20 25
Beba
n (K
g)
Defeleksi (mm)
1123.8 (A)
1123.8 (B)
1123.8 (C)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
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 :
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 5 10 15 20 25 30 35
Beba
n (K
g)
Defleksi (mm)
1460 (A)
1460 (B)
1460 (C)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
Gambar 4.15 Panjang Batang Tunggal dan Dimensi Tampang Batang Tunggal
Diketahui :
Kuat tekan sejajar serat (Fc) : 22,82 Mpa
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 mm
c : 1
Faktor waktu (λ) : 1
Faktor tahanan tekan (ϕc) : 1
Faktor tahanan stabilitas (ϕs) : 1
78 mm x
y
80 mm
18 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Momen inersia ⿈仆实圭瑰脑12 实80纵18邹脑12 实38880ꇀꇀ恼 ⿈铺实瑰圭脑12 实18纵80邹脑12 实768000ꇀꇀ恼
Jari-jari girasi
៘ 实顺⿈故 实顺388801440 实5,196ꇀꇀ
Kuat tekan terkoreksi sejajar serat 瓜品∗ 实瓜品固僻固迫固颇迫固毗 实22,82时0,73时1时1时1 实22,82ⵐƼĖ
Tahanan tekan aksial terkoreksi sejajar serat Ƽ泼烛实故瓜品∗ 实1440时22,82 实32,86ꇸ棺
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
Modulus elastisitas lentur pada persentil ke-5 刮难闹实1,03刮扑揍1石1,645纵ꇸ惯琵邹租 实1,03时4734,12时揍1石1,645纵0,2邹租实3335,42ⵐ贵Ė
Modulus elastisitas lentur terkoreksi pada persentil ke-5 刮难闹烛 实刮难闹固僻固迫固颇迫 实3335,42 时1时1时1 实3335,42ⵐƼĖ
Tahanan tekuk kritis (Euler) Ƽ乒实挥挠刮难闹烛故足ꇸ乒拐៘ 卒挠 实挥挠时3335,42时1440足1时785,196卒挠 实210,16ꇸ棺 荒品实 会骗Ƽ乒晃会披Ƽ泼烛实 1时210,161时1时32,86 实6,39 1十荒品2规 实1十6,392时1 实3,69
Faktor kestabilan kolom
固颇实1十荒品2规 石顺收1十荒品2规 寿挠石荒品规实3,69石顺3,69挠石6,391 实1
Tahanan tekan terkoreksi Ƽ烛实固颇Ƽ泼烛 实1时32,86 实32,86ꇸ棺
Hasil perbandingan beban maksimum batang tunggal antara pengujian dan teoritis
disajikan dalam Tabel 4.3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
Tabel 4.3 Perbandingan Beban Maksimum Antara Hasil Pengujian
dan Teoritis Pada Batang Tunggal
Dimensi
(mm) Kelangsingan
Beban Maksimum
(KN)
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
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.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Beba
n M
aksi
mum
(KN
)
Kelangsingan
Teoritis
Pengujian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
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 :
Gambar 4.17 Panjang Batang Ganda dan Dimensi Tampang Batang Ganda
x
y
18 mm 18 mm 18 mm
80 mm
280,95 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
Diketahui :
Kuat tekan sejajar serat (Fc) : 22,82 Mpa
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 mm
c : 1
Faktor waktu (λ) : 1
Faktor tahanan tekan (ϕc) : 1
Faktor tahanan stabilitas (ϕs) : 1
Momen inersia ⿈仆实2时组圭瑰脑12 十瑰圭纵0,5瑰十9邹挠钻 实2时组80时18脑12 十18时80纵9十9邹挠钻 实1010880ꇀꇀ恼 ⿈铺实2时组瑰圭脑12 钻 实2时组18时80脑12 钻 实1536000ꇀꇀ恼
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
Jari-jari girasi
៘ 实顺⿈故 实顺10108802880 实18,735ꇀꇀ
Kuat tekan terkoreksi sejajar serat 瓜品∗ 实瓜品固僻固迫固颇迫固毗 实22,82时1时1时1时1 实22,82ⵐƼĖ
Tahanan tekan aksial terkoreksi sejajar serat Ƽ泼烛实故瓜品∗ 实2880时22,82 实65,72ꇸ棺
Modulus elastisitas lentur pada persentil ke-5 刮难闹实1,03刮扑揍1石1,645纵ꇸ惯琵邹租 实1,03时4734,12时揍1石1,645纵0,2邹租实3335,42ⵐ贵Ė
Modulus elastisitas lentur terkoreksi pada persentil ke-5 刮难闹烛 实刮难闹固僻固迫固颇迫 实3335,42 时1时1时1 实3335,42ⵐƼĖ
Tahanan tekuk kritis (Euler) Ƽ乒实挥挠刮难闹烛故足ꇸ乒拐៘ 卒挠
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
实挥挠时3335,42时2880足1时280,9518,735 卒挠 实421,16ꇸ棺 荒品实 会骗Ƽ乒晃会披Ƽ泼烛实 1时421,161时1时65,72 实6,40 1十荒品2规 实1十6,402时1 实3,7
Faktor kestabilan kolom
固颇实1十荒品2规 石顺收1十荒品2规 寿挠石荒品规实3,7石顺3,7挠石6,41 实1
Tahanan tekan terkoreksi Ƽ烛实固颇Ƽ泼烛 实1时65,72 实65,72ꇸ棺
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) Kelangsingan
Beban Maksimum
(KN)
Teoritis 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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
Grafik perbandingan beban maksimum batang ganda antara hasil pengujian dan
teoritis disajikan dalam Gambar 4.16
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
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Beba
n M
aksi
mum
(KN
)
Kelangsingan
Teoritis
Pengujian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
Tabel 4.5 Kenaikan Beban maksimum Hasil Pengujian Pada Batang Ganda
Dibandingkan Batang Tunggal
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 徽品m实气潜琵企潜 Hukum Hooke 徽颇实蝗.刮
Batang Tunggal Batang Ganda Kenaikan
beban
maksimum
pada batang
ganda
(KN)
Panjang
(mm) Kelangsingan
Beban
maksimum
(KN)
Panjang
(mm) Kelangsingan
Beban
maksimum
(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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
Dengan menstubstitusikan persamaan Euler ke dalam Hukum Hooke, maka
蝗.刮实挥挠刮晃挠 蝗实挥挠晃挠 Sehingga Hukum Hooke dapat dinyatakan sebagai berikut : 徽颇实气潜企潜.刮 , didapat kelangsingan batas 晃娐频迫频魄实挥.顺刮徽颇 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 :
晃娐频迫频魄实挥.顺刮徽颇实挥.顺4734,1222,82 实45,24 史45 λ 驶 45 akan berlaku Persamaan Euler 晃 < 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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
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) Kelangsingan
Beban Maksimum
(KN)
Teoritis 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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
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.
05
101520253035404550
0 20 40 60 80 100
Beba
n M
aksi
mum
(KN
)
Kelangsingan
Pengujian
Teoritis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
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.