PENGUJIAN SIFAT MEKANIS KAYU MK: Sifat Mekanis Kayu (HHT ) 1
Pengujian kayu Pemanfaatan kayu yang beragam memerlukan pengujian sifat kayu pengujian sifat mekanis kayu 2
Metode pengujian kayu Metode pengujian sifat mekanis dibagi dua: 1. Metode standar pengujian 2. Metode eksplorasi (exploratory) 3
1.Metode standar pengujian Menjamin pengulangan data spesifikasi standar termasuk : seleksi bahan dan persiapan, teknik pengujian, peralatan, dan metode perhitungan 4
Standar pengujian pada kayu : Amerika : ASTM (American Society for Testing and Material) : Section Four: Construction. Volume 0410 Indonesia: SNI (Standar Nasional Indonesia) Inggris : BS (British Standard) Jerman : DIN (Deutsches Institut für Normung) Eropa : EN (European Norm) Jepang : JIS / JAS (Japanese Industrial/Agricultural Standard) 5
2. Metode ekplorasi memperoleh data dasar (basic data) yang diperlukan dalam masalah khusus Contoh : Pure shear stress -Eksperimen -Kalkulasi Masalah dalam pengulangan data 6
Ukuran contoh uji kayu 1. Contoh kecil bebas cacat (small clear test specimen) 2. Ukuran pemakaian (full scale/structuralsize test specimen) Kelebihan / kekurangan 7
Standar pengujian kayu Contoh standar metode pengujian sifat mekanis kayu contoh kecil bebas cacat (CKBC): ASTM : D (designation)-143 (2005) SNI : 3958,59,60; SNI 3390, 3400 BS : 373 (1957) DIN : 52186 JIS: Z 2101 2118 D 2555 2000 : Standard Test Methods for Establishing Clear Wood Strength (Analisis statistik untuk contoh kecil bebas cacat) 8
Contoh standar ukuran pemakaian: ASTM D 198 2000 (Standard Test Methods of Static Test of Lumber in Structural Size : Pengujian statis ukuran pemakaian/full scale) ASTM D 245 2000 (Standard Practice for Establishing Structural Grades and Related Allowable Properties for Visually Graded Lumber : Pemberian mutu kayu bangunan) SNI 03-3972-1995 Pengujian MOE Lentur Kayu Konstruksi SNI 03-3973-1995 Pengujian MOE tekan dan Kuat Tekan Kayu Konstruksi SNI 03-3974-1995 Pengujian Modulus Geser Kayu Konstruksi SNI 03-3975-1995 Pengujian Kuat Lentur MOR Kayu Konstruksi 9
D 2915 2000 : Standard Practice for Evaluating Allowable Properties for Grades of Structural Lumber D 1036 2000 : Standard Test Methods of Static Test of Wood Poles (Pengujian untuk tiang kayu) 10
Metoda Pengambilan Sampel untuk Contoh Uji Pengujian Mekanis Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengujian: bagaimana data tersebut akan digunakan populasi sample yang mewakili (representative) akurasi data kisaran data yang akan digunakan Teknik sampling : keterwakilan data 11
Teknik Sampling yang dapat digunakan : Systematic sampling quality control Random sampling : setiap anggota populasi memiliki kesempatan yang sama untuk dipilih representative sample dan minimum error 12
Dari hutan : Pengambilan contoh di lapangan/hutan ASTM D 5536 (Sampling Forest Trees for Determination of Clear Wood Properties) 13
Memperhatikan : lokasi tempat tumbuh, posisi pada penampang (cross section), ketinggian dalam pohon Uj Tg Pl ASTM D 5536 ASTM D 143 14
Pembagian ukuran contoh uji pada penampang kayu diameter kayu Metode primer Metode sekunder 15
Metode primer biasanya pada pohon dengan diameter sekitar 50 cm dan diambil 5 pohon contoh. Metode sekunder pohon yang digunakan berdiameter sekitar 30 cm dan diambil 10 pohon contoh. Pengambilan contoh uji dilakukan menurut posisi arah mata angin (barat-timur-utaraselatan) dan ketinggian pohon. 16
Pada ASTM D 143 dikenal pengujian sifat mekanis kayu metode primer dan metode sekunder dibedakan berdasarkan ukuran contoh ujinya (CU) yang tergantung ukuran atau kapasitas mesin penguji mekanis yang digunakan (UTM = Universal Testing Machine). Metode primer atau sekunder hanya berlaku untuk pengujian lentur dan tekan Urutan variasi dari yang terbesar hingga yang terkecil: antar jenis, dalam jenis, dalam satu jenis pada tempat berbeda, dalam satu pohon, dalam batang, antar arah Radial, Tangensial, Longitudinal. 17
Teknik sampling yang banyak digunakan adalah random sampling, dimana pada sampling tersebut dikenal beberapa istilah yaitu: Unit sample, Population, Sample size, dan Random selection dari sample. Sample size (jumlah contoh uji) dapat didasarkan pada perhitungan parameter statistik seperti keperluan 5% Exclusion Limit data terdistribusi normal. Nilai ini biasanya untuk sifat mekanis kecuali elastis dan vibrasi. 18
Metoda Pengambilan Sampel untuk Contoh Uji Pengujian Mekanis Contoh pengaruh jumlah contoh uji terhadap suatu tingkat kepercayaan pengujian : 19
Skema pengujian sifat mekanis kayu Pengujian standar - Variabilitas - keamanan - Penysuain bentuk Small clear specimen Data hasil pengujian BASIC STRESS -Penysuain KA -Strength Ratio Pohon Kayu Allowable Stress FULL SCALE Pengujian tanpa : -Penysuain. KA -Strength Ratio 20
Penggambaran data sifat mekanis dapat dilakukan melalui distribusi data normal, lognormal, Weibull pertimbangan yang diperhatikan adalah kelayakan distribusi data secara statistik, hubungan data sifat lainnya dengan distribusi yang terbentuk. 21
Data menyebar normal (sebaran normal) biasanya berbentuk seperti lonceng (genta) yang simetris kiri dan kanan, Sebaran data yang dibentuk dalam log-normal dan weibull data biasanya condong pada suatu sisi. 22
Dalam penentuan allowable stress sebaran data yang biasa digunakan adalah distribusi/sebaran normal, dimana yang diperhitungkan adalah 5% Exclusion Limit Value. Maksud dari nilai 5% Exclusion Limit adalah bahwa dari keseluruhan hasil pengujian sifat mekanis kayu, diharapkan hanya 5% yang akan memiliki nilai lebih rendah dari nilai yang telah diperkirakan. 23
EL x - 1,645 s dimana EL = nilai 5% exclusion limit X = nilai rata-rata atau nilai tengah (mean) dari suatu pengujian mekanis s = nilai standar deviasi suatu pengujian mekanis 24