SIGNIFIKANSI NILAI MODULUS ELASTISITAS KAYU MERANTI, MAHONI, BANGKIRAI YANG ADA DI PASARAN DENGAN SNI 2002

Transkripsi

1 SIGNIFIKANSI NILAI MODULUS ELASTISITAS KAYU MERANTI, MAHONI, BANGKIRAI YANG ADA DI PASARAN DENGAN SNI 2002 Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil diajukan oleh : Davit Dwi Prasetyo NIM : D NIRM : kepada PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2011 i

2 LEMBAR PENGESAHAN SIGNIFIKANSI NILAI MODULUS ELASTISITAS KAYU MERANTI, MAHONI, BANGKIRAI YANG ADA DI PASARAN DENGAN SNI 2002 Tugas Akhir diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir dihadapan Dewan Penguji Pada tanggal : diajukan oleh : Davit Dwi Prasetyo NIM : D NIRM : Susunan Dewan Penguji: Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Ir. H. Suhendro Trinugroho, M. T. Sugiyatno, S. T. NIK : 732 NIK : 650 Anggota Basuki, S. T. M. T. NIK : 783 Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan Untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Surakarta,... Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan Teknik Sipil Ir. Agus Riyanto, M. T. Ir. H. Suhendro Trinugroho, M. T. NIK : 483 NIK : 732 ii

3 MOTTO Success and happiness cannot be treated as two different things. If there is no success, there cannot be a solid foundation for the happiness. And if there is no happiness, of what use the success is. Berpikir tidak akan mengatasi rasa takut, namun tindakan akan dapat mengatasi rasa takut tersebut." ~ W. Clement Stone ~ Kegagalan hanyalah kesempatan untuk memulai lagi, hanya saja kali ini harus lebih bijaksana dalam melakukannya." ~ Henry Ford ~ Bukanlah kesulitan yang membuat kita takut, tapi ketakutan yang membuat kita sulit, karena itu jangan pernah mencoba untuk menyerah dan jangan pernah menyerah untuk mencoba. Maka jangan katakan pada Allah aku punya masalah, tetapi katakan pada masalah aku punya Allah Yg Maha Segalanya. (Ali Bin Abi Thalib) iii

4 PERSEMBAHAN Atas Ridho Allah SWT dan perjuanganku selama ini kupersembahkan karya indah ini untuk : Ayah dan Bunda terimakasih atas doa, kasih sayang dan bimbingannya selama ini. Nasehat kalian akan selalu ananda ingat. Maaf hanya bisa mengucapkan terimakasih. Ananda akan tetap berusaha dan berdo a karena perjalanan untuk kedepan nya masih panjang dan lebih sulit. Mas didiet terimakasih telah memberi semangat dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Buat Restika cahya dewi, terima kasih buat semangat dan bantuannya. Rekan praktikumku Danu prabowo, terimakasih kerjasamanya dan bantuan baik dari materiil maupun spirituil. Teman-teman Sipil 2005 ( Aas, Deny, Irfan, Huda, Jono, Hery, Ari, Isna, Jony, Fauzan, Memet, Ary, Pipit, Krisna, Agus, Bayu, Sunu, Dwi, Reny, Deni, Rohmad, Ridwan, Sadewo, Asep, Andy, Makhfud ), serta yang lainnya, terimakasih semangat dan kekompakkannya. Almamaterku UMS iv

5 PRAKATA Assaalamu alaikum Wr Wb. Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-nya sehingga penyusunan Tugas Akhir dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1). Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2). Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta, serta Pembimbing Utama dan Pembimbing Akademik yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan 3). Bapak Sugiyatno, S.T. selaku Pembimbing Pendamping yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya. 4). Bapak Basuki, S.T., M.T., selaku penguji yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya. 5). Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 6). Ayahanda, Ibunda tercinta yang selalu memberikan dorongan baik material maupun spiritual. Terima kasih atas do a dan kasih sayang yang telah diberikan selama ini. 7). Semua teman-teman angkatan 2005 yang saya cintai selama ini telah menemani baik suka maupun duka terutama buat ( Irfan, Danu, Aas, Deny), serta teman-teman yang lain. v

6 8). Teman-teman praktikum seperjuangan ( Danu Prabowo ) terima kasih atas kerja sama nya. Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin. Wassalamu alaikum Wr Wb. Surakarta, Oktober 2011 Penyusun vi

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii MOTTO... iii PERSEMBAHAN... iv PRAKATA... vii DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi ABSTRAKSI... xvii BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 1 C. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan penelitian Manfaat penelitian... 2 D. Batasan Penelitian... 2 E. Keaslian Penelitian... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. Jenis Jenis Kayu... 4 B. Struktur Kayu... 4 C. Sifat Sifat Kayu Sifat umum dari kayu meliputi Sifat fisik a). Penghantar temperature b). Daya hantar panas c). Daya hantar listrik Sifat higroskopis... 7 vii

8 4. Sifat mekanis a). Pengaruh gaya aksial b). Pengaruh beban momen c). Penyimpangan arah serat kayu... 8 D. Mutu Kayu... 9 E. Modulus Elastisitas Kuat acuan berdasarkan atas pemilihan secara mekanis Kuat acuan berdasarkan pemilihan secara visual F. Jenis Kayu Yang Diuji Kayu meranti Kayu mahoni Kayu bangkirai BAB III. LANDASAN TEORI A. Sifat Sifat Mekanik Kayu B. Kuat Tarik C. Kuat Tekan anjang efektif Kelangsingan batang D. Kuat Geser E. Kuat Lentur F. Kadar Air G. Berat Jenis BAB IV. METODE PENELITIAN A. Uraian umum B. Bahan Penelitian Pengujian kuat tarik Pengujian kuat tekan Pengujian kuat geser Pengujian kuat lentur Pengujian berat jenis viii

9 6. Pengujian kadar air C. Alat Penelitian Penggaris siku Gergaji Kaliper atau jangka sorong Meteran Timbangan Oven Universal Testing Mechine (UTM) D. Tahapan Penelitian E. Jalannya Penelitian Persiapan penelitian Pengujian kuat tarik Pengujian kuat tekan Pengujian kuat geser Pengujian kuat lentur Pengujian berat jenis Pengujian kadar air BAB V. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pemeriksaan Kadar Air Hasil pengujian kadar air kayu meranti Hasil pengujian kadar air kayu mahoni Hasil pengujian kadar air kayu bangkirai B. Hasil Pemeriksaan Kerapatan Kayu Hasil pengujian kerapatan kayu meranti Hasil pengujian kerapatan kayu mahoni Hasil pengujian kerapatan kayu bangkirai C. Hasil Pemeriksaan Kuat Tekan Hasil pengujian kuat tekan kayu meranti Hasil pengujian kuat tekan kayu mahoni ix

10 3. Hasil pengujian kuat tekan kayu bangkirai D. Hasil Pemeriksaan Kuat Tarik Hasil pengujian kuat tarik kayu meranti Hasil pengujian kuat tarik kayu mahoni Hasil pengujian kuat tarik kayu bangkirai E. Hasil Pemeriksaan Kuat Lentur Hasil pengujian kuat lentur kayu meranti Hasil pengujian kuat lentur kayu mahoni Hasil pengujian kuat lentur kayu bangkirai F. Hasil Pemeriksaan Kuat Geser Hasil pengujian kuat geser kayu meranti Hasil pengujian kuat geser kayu mahoni Hasil pengujian kuat geser kayu bangkirai G. Kuat Acuan Kayu Kuat acuan kayu meranti menurut perhitungan secara teoritis Kuat acuan kayu mahoni menurut perhitungan secara teoritis Kuat acuan kayu bangkirai menurut perhitungan secara teoritis H. Hasil Uji Langsung Perhitungan uji langsung kuat tekan Perhitungan uji langsung kuat tarik Perhitungan uji langsung kuat lentur Perhitungan uji langsung kuat geser Perhitungan modulus elastisitas I. Perbandingan uji langsung dengan secara teoritis Perbandingan kuat tekan Perbandingan kuat tarik Perbandingan kuat lentur Perbandingan kuat geser Perbandingan modulus elastisitas J. Signifikansi Nilai Modulus Elastisitas x

11 BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar II.1. Tampang melintang pohon... 6 Gambar II.2. Arah serat membentuk sudut α terhadap sumbu batang... 8 Gambar III.1. Nilai K untuk kolom-kolom dengan beberapa jenis kekangan ujung Gambar IV.1. Pengujian kuat tarik Gambar IV.2. Pengujian kuat tekan Gambar IV.3. Pengujian kuat geser Gambar IV.4. Pengujian kuat lentur Gambar IV.5. Pengujian berat jenis Gambar IV.6. Pengujian kadar air Gambar IV.7. Penggaris siku Gambar IV.8. Gergaji Gambar IV.9. Jangka sorong Gambar IV.10. Meteran Gambar IV.11. Timbangan Gambar IV.12. Oven Gambar IV.13. Universal Testing Mechine (UTM) Gambar IV.14. Bagan alir tahapan penelitian Gambar V.1. Grafik hubungan beban tekan dan perpendekan uji kuat tekan kayu meranti Gambar V.2. Grafik hubungan beban tekan dan perpendekan uji kuat tekan kayu mahoni Gambar V.3. Grafik hubungan beban tekan dan perpendekan uji kuat tekan kayu bangkirai Gambar V.4. Grafik hubungan beban tarik dan regangan uji kuat tekan kayu meranti Gambar V.5. Grafik hubungan beban tarik dan regangan uji kuat tekan kayu mahoni xii

13 Gambar V.6. Grafik hubungan beban tarik dan regangan uji kuat tekan kayu bangkirai Gambar V.7. Grafik hubungan beban lentur dan lendutan uji kuat tekan kayu meranti Gambar V.8. Grafik hubungan beban lentur dan lendutan uji kuat tekan kayu mahoni Gambar V.9. Grafik hubungan beban lentur dan lendutan uji kuat tekan kayu bangkirai Gambar V.10. Grafik hubungan beban geser dan pergeseran uji kuat geser kayu meranti Gambar V.11. Grafik hubungan beban geser dan pergeseran uji kuat tekan kayu mahoni Gambar V.12. Grafik hubungan beban geser dan pergeseran uji kuat tekan kayu bangkirai Gambar V.13. Diagram perbandingan kuat tekan secara teoritis dengan uji langsung Gambar V.14. Diagram perbandingan kuat tarik secara teoritis dengan uji langsung Gambar V.15. Diagram perbandingan kuat tentur secara teoritis dengan uji langsung Gambar V.16. Diagram perbandingan kuat geser secara teoritis dengan uji langsung xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel II.1. Daya hantar panas dalam satuan kg.cal/jam.m. c pada berbagai macam bahan (Asroni, 1994) Tabel II.2. Hasil penelitian penyimpangan arah serat kayu (Asroni, 1994)... 8 Tabel II.3. Cacat kayu untuk setiap kelas mutu kayu (SNI, 2002)... 9 Tabel II.4. Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilihan secara mekanis pada kadar air 15% (SNI, 2002) Tabel II.5. Estimasi kuat acuan berdasarkan berat jenis kadar air 15% untuk kayu berserat lurus tanpa cacat kayu (SNI, 2002) Tabel II.6. Nilai Rasio Tahanan (SNI, 2002) Tabel III.1. Perbedaan keadaan berat jenis Tabel III.2. Kekuatan kayu berdasarkan berat jenis kayu (Soehendradjati, 1990) Tabel V.1. Hasil pengujian kadar air kayu meranti Tabel V.2. Hasil pengujian kadar air kayu mahoni Tabel V.3. Hasil pengujian kadar air kayu bangkirai Tabel V.4. Hasil pengujian berat jenis kayu meranti Tabel V.5. Hasil pengujian berat jenis kayu mahoni Tabel V.6. Hasil pengujian berat jenis kayu bangkirai Tabel V.7. Hasil pengujian kuat tekan kayu maranti Tabel V.8. Hasil pengujian kuat tekan kayu mahoni Tabel V.9. Hasil pengujian kuat tekan kayu bangkirai Tabel V.10. Hasil pengujian kuat tarik kayu maranti Tabel V.11. Hasil pengujian kuat tarik kayu mahoni Tabel V.12. Hasil pengujian kuat tarik kayu bangkirai Tabel V.13. Hasil pengujian kuat lentur kayu maranti Tabel V.14. Hasil pengujian kuat lentur kayu mahoni Tabel V.15. Hasil pengujian kuat lentur kayu bangkirai xiv

15 Tabel V.16. Hasil pengujian kuat geser kayu meranti Tabel V.17. Hasil pengujian kuat geser kayu mahoni Tabel V.18. Hasil pengujian kuat geser kayu bangkirai Tabel V.19. Rekapitulasi perhitungan secara teoritis kayu meranti Tabel V.20. Rekapitulasi perhitungan secara teoritis kayu mahoni Tabel V.21. Rekapitulasi perhitungan secara teoritis kayu bangkirai Tabel V.22. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat tekan kayu meranti Tabel V.23. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat tekan kayu mahoni Tabel V.24. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat tekan kayu bangkirai Tabel V.25. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat tarik kayu meranti Tabel V.26. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat tarik kayu mahoni Tabel V.27. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat tarik kayu bangkirai Tabel V.28. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat lentur kayu meranti Tabel V.29. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat lentur kayu mahoni Tabel V.30. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat lentur kayu bangkirai Tabel V.31. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat geser kayu meranti Tabel V.32. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat geser kayu mahoni Tabel V.33. Rekapitulasi perhitungan uji langsung kuat geser kayu bangkirai Tabel V.34. Perbandingan kuat tekan rata-rata uji langsung dengan kuat xv

16 tekan rata-rata secara teoritis Tabel V.35. Perbandingan kuat tarik rata-rata uji langsung dengan kuat tarik rata- rata secara teoritis Tabel V.36. Perbandingan kuat lentur rata-rata uji langsung dengan kuat lentur rata-rata secara teoritis Tabel V.37. Perbandingan kuat geser rata-rata uji langsung dengan kuat geser rata-rata secara teoritis Tabel V.38. Perbandingan modulus elastisitas rata-rata uji langsung dengan modulus elastisitas rata-rata secara teoritis xvi

17 E w b h l F b F t F c F v T u λ φ T P φ DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN : Modulus elastisitas lentur : Lebar kayu (cm) : Tebal kayu (cm) : Panjang kayu (cm) : Kuat lentur (N/mm) : Kuat tarik sejajar serat(n/mm) : Kuat tekan sejajar serat(n/mm) : Kuat geser(n/mm) : Gaya tarik terfaktor(kn) : Faktor waktu : Faktor tahanan tarik sejajar serat : Tahanan tarik terkoreksi (kn) : Gaya tekan terfaktor (kn) : Faktor tahanan tekan sejajar serat P : Tahanan tekan terkoreksi (kn) V φ : Gaya geser terfaktor (kn) : Faktor tahanan geser V : Tahanan geser terkoreksi (kn) M φ : Momen terfaktor (kn) : Faktor tahanan lentur M : Tahanan lentur terkoreksi (kn) w : Kadar air(%) W W : Berat benda uji sebelum dikeringkan(gr) : Berat benda uji sesudah kering oven(gr) A : Luas penampang (mm 2 ) UTM : Universal Testing Mechine l : Panjang efektif kolom Sx : Slenderness kolom : Modulus penampang untuk lentur terhadap sumbu kuat xvii

18 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I.1. Pemeriksaan kadar air... L-1 Lampiran I.2. Pemeriksaan kerapatan kayu... L-2 Lampiran I.3. Pemeriksaan kuat tekan... L-3 Lampiran I.4. Pemeriksaan kuat tarik... L-5 Lampiran I.5. Pemeriksaan kuat lentur... L-7 Lampiran I.6. Pemeriksaan kuat geser... L-10 Lampiran I.7. Foto pengujian kadar air dan kerapatan kayu... L-11 Lampiran I.8. Foto pengujian kuat tekan... L-12 Lampiran I.9. Foto pengujian kuat geser... L-15 Lampiran I.10. Foto pengujian kuat tarik... L-18 Lampiran I.11. Foto pengujian kuat lentur... L-21 Lampiran I.12. Standar untuk pengujian di laboratorium... L-27 Lampiran I.13. Lembar asistensi... L-33 xviii

19 SIGNIFIKASI NILAI MODULUS ELASTISITAS KAYU MERANTI, MAHONI, BANGKIRAI YANG ADA DI PASARAN DENGAN SNI 2002 ABSTRAKSI Kayu merupakan material konstruksi yang sudah lama dikenal oleh masyarakat di Indonesia. Faktor-faktor seperti mudah dalam pengerjaannya, ringan, harganya relatif murah dan aman bagi lingkungan (environmental compability) telah membuat kayu menjadi material konstruksi yang terkenal di bidang konstruksi ringan (light construction). Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai kadar air, nilai kerapatan benda uji, nilai kuat lentur, kuat tarik, kuat tekan, kuat geser dan mengetahui seberapa besar signifikansi nilai modulus elastisitas kayu dipasaran antara hasil pengujian benda uji secara langsung dengan secara teoritis (SNI 2002). Penelitian ini dilakukan melalui empat tahap yaitu ; tahap persiapan dan penyediaan bahan, tahap pembuatan dan pengukuran benda uji, tahap pelaksanaan pengujian, dan tahap analisa hasil pengujian dengan rumus SNI 2002 kemudian ditarik kesimpulan. Kayu yang digunakan sebagai benda uji adalah kayu meranti, mahoni, dan bangkirai yang diperoleh dari daerah Surakarta. Dari hasil penelitian didapatkan nilai kadar air kayu meranti 14,20 %, kayu mahoni 16,21 %, kayu bangkirai 16,81 %. Kerapatan kayu meranti 539,68 kg/m 3, kayu mahoni 648,32 kg/m 3, kayu bangkirai 979,52 kg/m 3. Kuat tekan kayu meranti secara teoritis sebesar 24 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 51,61 N/mm 2, kuat tekan kayu mahoni secara teoritis sebesar 27 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 87,99 N/mm 2, kuat tekan kayu bangkirai secara teoritis sebesar 31 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 135,59 N/mm 2. Kuat tarik kayu meranti secara teoritis sebesar 17 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 36,71 N/mm 2, kuat tarik kayu mahoni secara teoritis sebesar 22 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 41 N/mm 2, kuat tarik kayu bangkirai secara teoritis sebesar 31 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 60,94 N/mm 2. Kuat lentur kayu meranti secara teoritis sebesar 18 N/mm dan uji langsung sebesar 138,05 N/mm 2, kuat lentur kayu mahoni secara teoritis sebesar 23 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 160,05 N/mm 2, kuat lentur kayu bangkirai secara teoritis sebesar 32 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 225,32 N/mm 2. Kuat geser kayu meranti secara teoritis sebesar 4,3 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 5,15 N/mm 2. kuat geser kayu mahoni secara teoritis sebesar 4,6 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 5,97 N/mm 2, kuat geser kayu bangkirai secara teoritis sebesar 5,1 N/mm 2 dan uji langsung sebesar 8,40 N/mm 2. Nilai modulus elastisitas rata rata kayu meranti secara teoritis sebesar 9280,24 N/mm 2 dan nilai modulus elastisitas rata rata uji langsung sebesar N/mm 2, nilai modulus elastisitas rata rata kayu mahoni secara teoritis sebesar 10619,34 N/mm 2 dan nilai modulus elastisitas rata rata uji langsung sebesar N/mm 2, nilai modulus elastisitas rata rata kayu bangkirai secara teoritis sebesar 14259,89 N/mm 2 dan nilai modulus elastisitas rata rata uji langsung sebesar N/mm 2. Signifikansi nilai modulus elastisitas kayu meranti: 72,40 %, signifikansi nilai modulus elastisitas kayu mahoni: 69,50 %, signifikansi nilai modulus elastisitas kayu bangkirai : 75,31 %. Kata kunci : kayu meranti, kayu mahoni, kayu bangkirai, kadar air, kerapatan, kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur, kuat geser, modulus elastisitas. xix

20 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa tugas akhir ini tidak terdapat karya yangpernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi dansepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernahditulis atau diterbitkan oleh orang lain, keculi yang secara tertulis diacu dalamnaskah dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila kelak dikemudian hari ada ketidakbenaran dalam pernyataan diatas,maka saya akan bertanggung jawab sepenuhnya. Surakarta, November 2011 Davit Dwi Prasetyo D xx