PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN ALAT PILAH KAYU DENGAN TIGA TITIK BEBAN TESIS MAGISTER. Oleh: IRWAN KURNIAWAN NIM:

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN ALAT PILAH KAYU DENGAN TIGA TITIK BEBAN TESIS MAGISTER Oleh: IRWAN KURNIAWAN NIM: BIDANG KHUSUS REKAYASA STRUKTUR PROGRAM STUDI REKAYASA SIPIL PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2001

2 tr. Sin du r - E,-Mangkoesoe - roto MSEM. Ph.D.

3 ABSTRAK Telah diwujudkan suatu alat untuk pilah kayo masinal yang disebut Alat Pilah Kayu dengan Tiga Titik Beban. Prinsip dasar alat pilah adalah pengukuran modulus elastisitas lentur kayo. Alat ini tersusun dari tiga buah poros, dua diantaranya disebut poros tumpuan yang satu sama lain berjarak 1000 mm dengan kedua sumbu poros terletak pada suatu garis horisontal. Poros-poros tumpuan mempunyai kedudukan vertikal clan horisontal yang selalu konstan. Sedangkan poros ketiga, disebut poros tengah, diletakkan tepat ditengah antara dua poros tumpuan. Poros teng* yang elevasi vertikalnya dapat diubah-ubah berfungsi untuk memberikan defleksi konstan pada kayu yang hendak diukur modulus elastisitasnya. Kayu yang terdefleksi akan memberikan reaksi pada seluruh poros. Reaksi yang terjadi diukur dengan menggunakan load cell yang diletakkan disekitar bantalan poros (bearing). Besarnya defleksi dapat diubah-ubah secara mudah clan cepat dengan mengganti suatu kocnponen yang disebut batang pengontrol defleksi. Penentuan besarnya defleksi dilakukan dengan mempertimbangkui dimensi penampang kayo yang diuji agar reaksi yang diliasilkan berada dalam batasbatas yang telah ditentukan. Defleksi tersebut diukur oleh LVDT yang diletakkan tepat ditengah bentang dibawali kayu yang diuji. Apabila dimensi penampang kayu. defleksi. serta reaksi pada seluruh poros diketahui, maka modulus elastisitas lentur kayu dapat ditentukan. Pengukuran dilaku can untuk kedua sisi atas clan bawah pada sejumlah segmen kayo saat kanii bertranslasi melalui poros-poros. Pengujian telah dilakukan menggunakan sebuali "balok tera" bcrpenampang -19.5x69,3 nun - dengan panjang 2445 mm yang inenghasilkan deviasi hasil pengukuran yang rendah. Faktor kalibrasi alat sebesar 0,95 memberikan tingkat kepercayaan sebesar 95%, pada modulus elastisitas lentur luisil pengukuran. Berdasarkan uraian dalam berbagai literatur, modulus of rupture dapat pula ditentukan berdasarkan modulus elastisitas lentur. Alat ini dapat digunakan untuk pemilahan berbagai dimensi penampang katiu dengan mengatur elevasi vertikal poros tengah. Kayu berclimensi 20x200 hingga 80x200 nun z dapat ditentukan modulus elastisitasnva menggunakan alai ini. Karena alai ini relatif sederhana, maka sumber-sumber kesalahan dapat diindentifikasi serta dikontrol dengan baik. Nilai ekonomi alat diperoleh dari kesederhanaan alat serta hasil yang akurat, dengan demikian Alat Pilah Kayu dengan Tiga Titik Beban diharapkan dapat digunakan secara luas dalam dunia konstruksi kayu Indonesia. Metode clan alai pilah dalam makalah ini telah didaftarkan pada Dirjen Hak Kekayaan Intelektual Departemen Hukum clan Perundang-undangan RI.

4 ABSTRACT Three-load-point lumber stress rating apparatus is constructed. The basic principle of this apparatus is a measurement of the flexural modulus of elasticity. The apparatus consists of three rollers, two of which are located 1,000 nun apart with their fixed axes are in a straight horizontal line, while the other one is exactly in the middle of the other two with its axis adjustable in vertical direction. The mid roller is to impose certain fixed deflection to a piece of lumber being inserted into the apparatus. The deflected lumber will exert reactions in the rollers' axes. These reactions are measured by load cells located around the bearings supporting the rollers' six axes. The deflection can be varied by changing specifically designed seams as to yield reactions within the specified range for certain lumber dimension. The deflection is measured by LVDT located in the midspan under the bottom side of the lumber. Based on the information of rollers' reactions and the measured deflection as well as the lumber dimensions, the flexural modulus of elasticity can be determined. The measurement is performed on some sections while the lumber translating over the rollers and shall be carried out for both top and bottom sides. Tests performed using a calibrating lumber of 49.5 x 69.3 nun' show low dispersions. A calibrating factor of 0.95 will yield 95% confidence level on the modulus of elasticity. The modulus of rupture of the lumber can be determined based on the flexural modulus of elasticity_ by methods widely reported in the literature. This apparatus can be used for various lumber dimensions by adjusting the vertical position of the middle roller. The lumber dimensions of 20 x 200 to 80 x 2110 mm - can be rated by this apparatus. Since the apparatus is relatively simple, the source of errors can be well identified and controlled to achieve good reproducibility. The economy of the apparatus is resulted from its simplicity and thereby its widespread use in conjunction with construction industry is anticipated. The method and the apparatus have been patented in General Directorate of Intellectual Property Rights, Department of Law and Legislation Republic of Indonesia.

5

6

7

8 DAFTAR PUSTAKA I. Adisoebagjo, A., The Indonesian Code of Practise in Wood Construction in Year 2000 (PKKI-2000), Paper presented at Workshop on Timber Engineering for Low Cost Housing, Bandung April American Forest & Paper Association-American Society of Civil Engineer, Load & Resistance Factor Design Manual For Engineered Wood Construction, American Society of Civil Engineers, New York, Australian Standard , Method for Determination of Modulus of Elasticity and Modidus of Rupture of Mechanically Stress Graded Timber, Bechtel, F. K., US Patent :: Apparatus for Testing Lumber Stiffness (CLT), Bodig, J., Jayne, B.A., Mechanics of Wood and Wood Composites, reprint edition, Krieger Publishing Company, Florida, Dally, J.W., Riley, W.F., Experimental Stress Analysis, 3`d edition, i McGraw-Hill International, New York, Departemen Pekerjaan Umum, Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia NI-S PKKI 1961, Departemen Pekerjaan Umum, Departemen Pekerjaan Umum, Rancangan Standar Nasional Indonesia: Metode Pengujian Berat Jenis Kayu dan Bahan dari Kayu dengan Cara Pengukuran, Departemen Pekerjaan Umum, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, Rancangan Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia 2000, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Permukiman, Bandung, Eldeco Industries Ltd., MSR Lumber Grading Machine, Eldeco Industries Ltd. Publication, t

9 11. Faherty, K.F., Williamson, T.G., Wood Engineering and Construction Handbook, 2"d edition, McGraw-Hill International, New York, Haldar, A., Mahadeva, S., Probability, Reliability, and Statistical Method in Engineering Design, John Wiley & Sons, Inc., New York, Lovian, Anita.F, Sistem Pemilahan Kayu Bangunan, Paper disajikan dalam Seminar Sehari Tentang PKKI-2000 dan Evaluasi Hasil Pengujian Kayu, Kerjasama Pusat Litbang Permukiman-Lab. Struktur ITB, Bandung, Desember Lovian, Anita.F, Basic Concept of Timber Grading, Jurnal Masalah Bangunan Volume 36 No. I-4, Pusat Litbang Permukiman, Bandung, Desember Novak, A.S., Collins K.R., Reliability of Structures, McGraw-Hill International, Singapore, Porter, A.W., Bach, L., US Patent : Static Bending Apparatus for Grading Wood Panel, Surjokusumo, S., Indonesian Standards Related to Stress Grading Evaluation and Design of Structural Timber, Paper presented at Workshop on Timber Engineering for Low Cost Housing, Bandung April United States Departement of Agriculture, Wood Handbook-Wood as an Engineering Material, Forest Product Society, Wisconsin, 1999.