ANALISIS DAN EKSPERIMENTAL PENGARUH PENGAWETAN …

ANALISIS DAN EKSPERIMENTAL PENGARUH

PENGAWETAN BORAKS TERHADAP KUAT TEKUK PADA

KOLOM KAYU

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat menempuh

Colloqium Doctum / Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh :

CINDY CHANDRA

14 0404 058

Dosen Pembimbing :

Ir. BESMAN SURBAKTI , M.T.

BIDANG STUDI STRUKTUR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2018

Universitas Sumatera Utara

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan

karunia-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul

“Analisis Dan Eksperimental Pengaruh Pengawetan Asam Boraks Terhadap

Kuat Tekuk Pada Kolom Kayu “ ini dimaksudkan untuk melengkapi

persyaratan dalam menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik

Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

Dengan kerendahan hati saya mohon maaf jika dalam penulisan tugas

akhir ini masih terdapat kekurangan dalam penulisan maupun perhitungan. Saya

juga sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca dalam

penyempurnaan tugas akhir ini.

Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas

dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak.Oleh karena itu, saya

ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa

pihak yang berperan penting yaitu :

1. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT, selaku Dosen Pembimbing yang telah

sabar memberi bimbingan, arahan, dan saran kepada saya untuk

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr.- Ing. Ir Johannes Tarigan, selaku Wakil Dekan 1 Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Medis Sejahtera Surbakti,ST,MT, selaku ketua Departeman Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Andy Putra Rambe, MBA, selaku Sekretaris Departeman Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak M. Agung Putra Handana, ST, MT dan Ibu Nursyamsi, ST, MT,

selaku Dosen Pembanding dan Penguji Departeman Teknik Sipil Fakultas


6. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Departeman Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmunya kepada saya

selama menempuh masa studi di Departeman Teknik Sipil Fakultas



v

7. Kepada staff dan pegawai-pegawai Departeman Teknik Sipil Fakultas


8. Kedua orang tua saya, Kasma Chandra dan Lim Siang Die yang selalu

menberikan doa, kasih sayang, motivasi dan materi kepada saya sehingga

saya bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Saudara & saudari saya Sisilia Chandera, Junaidi , Dyony yang senantiasa

memberikan dukungan, motivasi, dan bantuan baik secara moral maupun

materi kepada saya.

10. Feranita Giofani Sembiring selaku partner dan sahabat saya dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

11. Sahabat tercinta saya dari semasa sekolah Giovanni C. Tardy & Devi

Novianti,

12. Sahabat tercinta saya serta teman seperjuangan Elisabet N. Butar-butar,

Maylisa Magdalena Bakara, Anita Maulina Manik, Tuti Oktavianita

Tarigan , Rebeca M. Ginting, Siska Novelia Zai, Elisabet L Y L, Willy

Setiawan yang selalu memotivasi dan membantu saya dalam perkuliahan

dan penyelesaian Tugas Akhir ini.

13. Billy Wijaya selaku sahabat yang selalu memotivasi dan membantu saya

dalam penelitian Tugas Akhir ini.

14. Vicky Muroby yang selalu memotivasi saya dalam penyelesaian tugas

akhir ini.

15. Teman-teman angkatan 2014 yang menemani saya selama masa

perkuliahan.

16. Kak Soraya M. Nasution dan Kak Silvy Desharma yang sangat sabar

menjawab pertanyaan-pertanyaan saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir

ini.

17. Asisten Laboratorium Teknologi Hasil Hutan kehutanan USU, dan Asisten

Laboratorium Struktur Fakultas Teknik USU.

18. Abang Ir. Koresj Sirait dan Ir. Valentana Tarigan yang memberikan

fasilitas alat pengujian.

19. Seluruh pihak yang membantu dan mendukung saya dalam menyelesaikan

Tugas Akhir ini.


vi

Saya menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh

karena itu, saya sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari

Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan-rekan mahasiswa dalam penyempurnaan

Tugas Akhir ini.

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih. Saya berharap semoga laporan

Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Januari 2018

Cindy Chandra

14 0404 058


vii

ABSTRAK

Kondisi lingkungan mempengaruhi kualitas dari kayu, sehingga alasan ini

menjadi penyebab utama perlunya dilakukan pengawetan terhadap kolom kayu.

Pengawetan merupakan cara yang dapat digunakan untuk memperpanjang umur

pemakaian kayu. Bahan pengawet yang dapat digunakan yaitu boraks yang sering

digunakan untuk insektisida.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pengawetan

kolom kayu dengan variasi konsentrasi asam boraks sebesar 10% , 20% dan 30%

terhadap kuat tekuk pada kolom kayu. Pengujian kolom kayu struktural dengan

ukuran penampang 5x5 cm² sepanjang 2 m yang terdiri dari 4 jenis sampel dengan

masing-masing jenis terdiri dari 3 buah sampel. Sampel pertama adalah kolom

kayu tanpa pengawetan, sampel kedua merupakan kolom kayu dengan

pengawetan asam boraks 10%, sampel ketiga merupakan kolom kayu dengan

pengawetan asam boraks 20% dan yang keempat adalah kolom kayu dengan

pengawetan asam boraks 30%. Proses pengawetan dengan asam boraks dilakukan

dengan metode rendaman dingin.

Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa peningkatan beban maksimum

yang dapat dipikul oleh sampel dengan konsentrasi asam boraks 10% , 20% dan

% mengalami peningkatan beban maksimum masing-masing yaitu 9,449% ;

21,950% dan 35,073% dibandingkan dengan kolom kayu tanpa pengawetan.

Kata Kunci : Pengawetan, Konsentrasi Boraks,Rendaman Dingin, Tekuk Kolom

Kayu


viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... ii

LEMBAR KEASLIAN PENULISAN .................................................................... iii

KATA PENGANTAR .............................................................................................. iv

ABSTRAK ................................................................................................................ vii

DAFTAR ISI ............................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL .................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xii

DAFTAR NOTASI ................................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN. ..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2 Perumusan Masalah .................................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3

1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4

1.5 Batasan Masalah ......................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 5

2.1 Kayu ............................................................................................................ 5

2.1.1 Sifat Mekanis Kayu............................................................................. 5

2.1.1.1 Kuat Tekan .................................................................................. 5

2.1.1.2 Kuat Lentur ................................................................................. 6

2.1.2 Sifat Fisis Kayu ................................................................................... 7

2.1.2.1 Kadar Air ..................................................................................... 7

2.1.2.2 Berat Jenis ................................................................................... 8

2.1.3 Kekuatan pada Kayu ........................................................................... 9

2.2 Pengawetan Kayu ....................................................................................... 11

2.2.1 Bahan Pengawet Kayu ........................................................................ 12

2.2.2 Metode Pengawetan Kayu .................................................................. 15

2.3. Kolom ........................................................................................................ 18


ix

2.3.1 Prinsip Desain Kolom ......................................................................... 18

2.3.2 Stabilitas Struktur Kolom ................................................................... 21

2.3.3 Panjang Efektif & Kelangsingan Kolom ............................................ 23

2.4. Tekuk ......................................................................................................... 25

2.4.1 Teori Euler .......................................................................................... 26

2.4.2 Batas Berlakunya Persamaan Euler .................................................... 28

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 30

3.1 Flowchart Penelitian ................................................................................... 30

3.2 Eksperimen Kuat Tekuk Kolom Kayu ....................................................... 31

3.2.1 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................... 31

3.2.1.1 Alat Penelitian ............................................................................... 31

3.2.1.1.1 Rangka Dudukan Alat Uji Tekuk Modifikasi .......................... 31

3.2.1.1.2 Alat Pembebanan Gaya Tekan ................................................. 32

3.2.1.1.3 Alat Pengukur ........................................................................... 32

3.2.1.2 Bahan Penelitian ............................................................................ 32

3.2.2 Pengawetan Kayu................................................................................ 33

3.2.3 Pelaksanaan Pengujian ........................................................................ 34

3.2.3.1 Pengujian Physical Properties ....................................................... 34

3.2.3.1.1 Pengujian Kadar Air ................................................................. 34

3.2.3.1.2 Pengujian Berat Jenis................................................................ 35

3.2.3.2 Pengujian Mechanical Properties .................................................. 36

3.2.3.2.1 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat ......................................... 36

3.2.3.2.2 Pengujian Lentur Elastisitas Kayu ............................................ 37

3.2.3.3 Pengujian Kuat Tekuk Kolom Kayu ............................................... 38

3.3 Analisis Kuat Tekuk Kolom Kayu ............................................................. 39

BAB IV ANALISIS DAN HASIL PEMBAHASAN .............................................. 43

4.1 Hasil Penelitian Mechanical & Physical Properties ................................... 43

4.1.1 Pengujian Kadar Air ........................................................................... 43

4.1.2 Pengujian Berat Jenis .......................................................................... 44

4.1.3 Pengujian Elastisitas Lentur ................................................................ 46


x

4.1.4 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu .......................................... 65

4.2 Analisis Perhitungan Tekuk Kolom Kayu .................................................. 70

4.3 Hasil Pengujian Kuat Tekuk di Laboratorium ............................................ 76

4.4 Pembahasan Hasil Eksperimen Kuat Tekuk Kolom Kayu ........................ 86

4.5 Perbandingan Hasil Pengujian Laboratorium dengan Analisis .................. 90

4.6 Diskusi ........................................................................................................ 92

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 94

5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 94

5.2 Saran ........................................................................................................... 95

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xvi


xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Kadar Air ................................................................................... 43

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Berat Jenis ................................................................................. 44

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Elastisitas Kayu Tanpa Pengawetan .......................................... 46

Tabel 4.4. Modulus Elastisitas Rata-Rata Kayu Tanpa Pengawetan .................................... 50

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Elastisitas Kayu dengan Kadar Boraks 10% ............................. 50

Tabel 4.6. Modulus Elastisitas Rata-Rata Kayu dengan Kadar Boraks 10% ........................ 55

Tabel 4.7. Hasil Pengujian Elastisitas Kayu dengan Kadar Boraks 20% ............................. 55

Tabel 4.8. Modulus Elastisitas Rata-Rata Kayu dengan Kadar Boraks 20% ........................ 60

Tabel 4.9 Hasil Pengujian Elastisitas Kayu dengan Kadar Boraks 30% .............................. 60

Tabel 4.10. Modulus Elastisitas Rata-Rata Kayu dengan Kadar Boraks 30%...................... 65

Tabel 4.11. Kuat Tekan Sejajar Serat Rata-Rata (Tanpa Pengawetan) ................................. 65

Tabel 4.12. Kuat Tekan Sejajar Serat Rata-Rata (Kadar Boraks 10%) ............................... 66

Tabel 4.13. Kuat Tekan Sejajar Serat Rata-Rata (Kadar Boraks 20%) ................................ 67

Tabel 4.14. Kuat Tekan Sejajar Serat Rata-Rata (Kadar Boraks 30%) ................................ 69

Tabel 4.15.Rangkuman Pengujian ........................................................................................ 70

Tabel 4.16. Hasil Pengujian Kuat Tekuk Tanpa Pengawetan ............................................... 76

Tabel 4.17. Hasil Pengujian Kuat Tekuk dengan Pengawetan Boraks 10% ......................... 79



Tabel 4.20. Hasil Pengujian Kuat Tekuk Kolom Kayu ........................................................ 89

Tabel 4.21. Perbandingan Hasil Eksperimen dengan Analisis ............................................. 90


xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Batang Kayu Menerima Gaya Tekan Sejajar Serat .......................................... 6

Gambar 2.2. Batang Kayu Menerima Beban Lengkung ....................................................... 7

Gambar 2.3.Hubungan Antara Tegangan Dan Regangan Dalam Uji

Tekanan Sejajar Serat Yang Khas ................................................................... 10

Gambar 2.4. Deformasi pada Kolom Setelah Dibebani ........................................................ 19

Gambar 2.5. Kesetimbangan Stabil ....................................................................................... 21

Gambar 2.6. Kesetimbangan Netral ...................................................................................... 22

Gambar 2.7. Kesetimbangan Tidak Stabil ............................................................................ 23

Gambar 2.8.Nilai Ke untuk kolom-kolom dengan beberapa jenis

kekangan ujung ............................................................................................. 24

Gambar 2.9. Kolom Euler ..................................................................................................... 27

Gambar 3.1. Alat Uji Tekuk Modifikasi ............................................................................... 31

Gambar 4.1. Grafik Beban-Lendutan Hasil Pengujian Sampel Kayu 1 ................................ 47



Gambar 4.4. Grafik Beban-Lendutan Hasil Pengujian Kayu Sampel 1

10% ................................................................................................................ 52


10% ................................................................................................................ 53


10% ................................................................................................................ 54


20% ................................................................................................................ 57


xiii


20% ................................................................................................................ 58


20% ................................................................................................................ 59


30% ................................................................................................................ 62


30% ................................................................................................................ 63


30% ................................................................................................................ 64

Gambar 4.13. Grafik Beban-Lendutan Tekuk Kayu Tanpa Pengawetan .............................. 77

Gambar 4.14. Grafik Beban-Lendutan Tekuk Kayu dengan Boraks 10% ............................ 79



Gambar 4.17.Grafik Perbandingan σelastis pada Kayu dengan & Tanpa

Pengawetan Boraks ....................................................................................... 91

Gambar 4.18.Grafik Perbandingan σkritis pada Kayu dengan & Tanpa


Gambar 4.17.Grafik Perbandingan σultimate pada Kayu dengan & Tanpa



xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang kayu (cm²)

BA berat awal benda uji (gr)

BJ berat jenis kayu

BKO berat kering oven (gr)

F luas bruto penampang kayu (cm²)

K konstanta (1000) (berat dalam gr dan volume mm³)

KA kadar air (%)

SD standar Deviasi

V volume kayu (mm³)

Eb modulus lentur (Mpa)

fc// kuat tekan sejajar serat kayu (MPa)

Lk panjang tekuk (cm)

Ix inersia kayu pada sumbu x (mm4)

Iy inersia kayu pada sumbu y (mm4)

ix jari-jari girasi (mm)

λ kelangsingan kolom

σultimate tegangan maksimum/ultimate (kg/cm²)

σcritic tegangan ketika kondisi kritis (kg/cm²)

σelastis tegangan ketika kondisi elastis (kg/cm²)

Pultimate beban maksimum/ultimate (kg)

Pcr beban ketika kondisi kritis (kg)

Pelastis beban ketika kondisi elastis (kg)

w nilai faktor tekuk

δ lendutan (cm)


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Beton,baja,kayu adalah bahan material struktur yang sudah dikenal dan

digunakan masyarakat secara umum. Material kayu merupakan salah satu

material yang masih menjadi pertimbangan untuk digunakan karena memiliki

berat jenis relatif ringan , proses pengerjaannya dapat dilakukan secara sederhana

dengan peralatan yang mudah didapat. Kayu merupakan material yang didapat

langsung dari alam, oleh karena itu sisa penggunaan atau limbahnya dapat

diuraikan kembali oleh alam

Selain itu , kayu memiliki kelebihan lain yaitu nilai estetika yang tidak

dimiliki material lain . Hal inilah yang menjadi salah satu alasan yang membuat

kayu disukai oleh masyarakat. Kayu memiliki pola pertumbuhan yang

bergantung pada kondisi lingkungan. Sifat pertumbuhan kayu yang bergantung

pada kondisi lingkungan membuat kayu memiliki sifat fisis dan sifat

mekanis.

Sifat fisis adalah aspek dari suatu objek atau zat yang dapat diukur

atau dipersepsikan tanpa mengubah identitasnya,sementara sifat mekanik

adalah ukuran kemampuan bahan untuk membawa atau menahan gaya

tegangan. Sifat-sifat fisis kayu antara lain berat jenis,kadar air,dan cacat

pada kayu. Sedangkan sifat-sifat mekanis antara lain kuat lentur,kuat tarik

tegak lurus serat, kuat tarik sejajar serat, kuat tekan tegak lurus serat, kuat

tekan sejajar serat, dan kuat geser sejajar serat.


2

Kekuatan pada bahan material berkorelasi dengsn kemampuan suatu

bahan untuk menahan gaya atau beban dari luar yang berusaha untuk mengubah

bentuk maupun ukuran bahan tersebut. Gaya luar yang bekerja pada suatu bahan

akan mengakibatkan timbulnya gaya dalam dari material itu. Gaya dalam ini

disebut tegangan yang dinyatakan dalam gaya persatuan luas.

Lingkungan mempengaruhi kualitas dari kayu. Alasan ini menjadi

penyebab utama perlunya dilakukan pengawetan terhadap kayu. Pengawetan

memiliki arti suatu kegiatan atau tindakan untuk memperpanjang umur pakai

kayu. Tindakan pengawetan itu antara lain dengan cara rendaman panas,

rendaman dingin, pencelupan, dan vakum.

Pengawetan kayu dengan perendaman dapat dilakukan dengan

menggunakan bahan pengawet yang dapat larut di dalam air. Salah satu bahan

pengawet yang dapat digunakan adalah boraks.

Boraks merupakan suatu senyawa yang berbentuk kristal, warna putih,

tidak berbau, larut dalam air dan stabil pada suhu dan tekanan normal. Boraks

merupakan garam natrium subklas karbonat dengan rumus kimia yaitu

Na2B4O7·10H2O atau Na2[B4O5(OH)4]·8H2O. Dalam dunia industri, boraks

menjadi bahan solder, bahan pembersih, pengawet kayu dan anti jamur, mematri

logam, antiseptik kayu, dan pengontrol kecoak. (Nur Kotib & Cahyono , 2012)

Penelitian yang sudah dilakukan oleh Soraya Muthma Innah Nasution

(2017) dengan judul penelitian “Analisis dan Eksperimen Pengujian Balok Kayu

yang Diawetkan Terhadap Kuat Lentur Balok Kayu” didapatkan bahwa terjadi

peningkatan tegangan lentur pada balok kayu yang diawetkan dengan konsentrasi

boraks 10% sebesar 11,715%.


3

Melihat adanya pengaruh pengawetan terhadap kekuatan kayu sebagai

elemen struktur yaitu balok, maka penulis mencoba menganalisis pengaruh

pengawetan terhadap kekuatan kayu sebagai elemen struktur yaitu kolom. Penulis

akan mencoba menganalisis perilaku tekuk pada kolom kayu yang diawetkan dan

melakukan eksperimen di laboratorium sesuai dengan judul “Analisis Dan

Eksperimental Pengaruh Pengawetan Boraks Terhadap Kuat Tekuk Pada Kolom

Kayu”.

1.2 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan, sebagai berikut:

a. Bagaimana pengaruh boraks terhadap pengawetan kolom kayu?

b. Bagaimana perbandingan tekuk pada kolom kayu sebelum dan sesudah

diawetkan?

c. Bagaimana perbandingan hasil eksperimen pengujian tekuk kolom

kayu yang diawetkan dengan hasil analitis?

1.3 Tujuan Penelitian

a. Mengetahui pengaruh boraks terhadap pengawetan kolom kayu

b. Mengetahui perbedaan tekuk kolom kayu sebelum dan sesudah

diawetkan

c. Mengetahui perbandingan tekuk kolom kayu secara analitis dan

eksperimen


4

1.4 Manfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan bermanfaat untuk:

a. Memberikan wawasan mengenai pengawetan pada kolom kayu

b. Mahasiswa atau pihak lain yang akan membahas tugas akhir dengan

topik yang sama

c. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal-hal

yang dibahas dalam laporan tugas akhir

1.5 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Kayu yang digunakan adalah kayu mahoni dengan dimensi 5 x 5 cm

b. Benda uji kolom yang diuji adalah kolom kayu tunggal

c. Perletakan yang ditinjau adalah sendi-sendi

d. Pengawet yang digunakan adalah boraks dengan konsentrasi 10%,

20%,30%

e. Pengawetan yang dilakukan dengan metode rendaman dingin

f. Bentang benda uji yang digunakan 200 cm

g. Analisa perhitungan berdasarkan Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia

2002


5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kayu

Kayu merupakan material konstruksi yang didapat dari alam dan umum

digunakan sejak dahulu. Material kayu dapat diuraikan kembali oleh alam

sehingga tidak menghasilkan limbah konstruksi kayu.

Kayu mempunyai kuat tarik dan kuat tekan relatif tinggi dan berat yang

relatif rendah, mempunyai daya tahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik,

dapat dengan mudah untuk dikerjakan, relatif murah, dan bisa didapat dalam

waktu singkat (Felix Yap, 1965).

2.1.1 Sifat Mekanis Kayu

Sifat mekanis kayu adalah kemampuan kayu untuk menahan beban dari luar.

Yang dimaksud dengan beban dari luar ialah gaya-gaya di luar benda yang

mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan ukuran dari kayu

tersebut. Sifat-sifat mekanis kayu terdiri dari kuat lentur, kuat geser, kuat

tekan, dan kuat tarik kayu. Kekuatan kayu bergantung pada spesies dari tiap

kayu. Nilai-nilai dari sifat mekanis kayu dapat digunakan sebagai dasar dalam

penentuan aplikasi jenis-jenis kayu sebagai bahan konstruksi.

2.1.1.1 Kuat Tekan

Kuat tekan suatu jenis kayu adalah kekuatan batas yang dapat dicapai kayu

ketika komponen kayu tersebut mengalami kegagalan/keruntuhan akibat


6

tekan. Kuat tekan kayu terbagi atas dua, yaitu kuat tekan tegak lurus serat

(sidewise compression) dan kuat tekan sejajar serat (endwise compression).

Dalam arah sejajar serat kayu, kekakuan dan kekuatannya sangat besar.

Sedangkan dalam arah tegak lurus serat kayu, kayu relatif lunak dan lemah

(Yosafat, dkk, 2014).

Tekanan sejajar serat banyak terjadi dalam praktek bila kayu dipakai untuk

bangunan sebagai komponen untuk tiang, tunggul, kusen pintu dan jendela

serta bagian yang lainnya. Komponen bangunan semacam ini akan

menerima beban yang cenderung mendesaknya atau memendekkannya pada

arah sejajar serat.

2.1.1.2 Kuat Lentur

Kuat lentur adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha

melengkungkan kayu atau untuk menahan beban-beban mati maupun hidup

selain beban pukulan yang harus dipikul oleh kayu tersebut (Hunggurami, E

et al., 2014). Kuat lentur dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu kuat

lentur statik dan kuat lentur pukul. Kuat lentur statik ialah kekuatan kayu

Gambar 2.1 Batang Kayu Menerima Gaya Tekan Sejajar Serat


7

dalam menahan gaya yang mengenainya perlahan-lahan, sedangkan kuat

lentur pukul adalah kekuatan kayu dalam menahan gaya yang mengenainya

secara mendadak.

Gambar 2.2 Batang Kayu Menerima Beban Lengkung

2.1.2 Sifat Fisis Kayu

Sifat fisis kayu adalah karakteristik kuantitatif dari kayu dan perilakunya

terhadap pengaruh luar tanpa mempertimbangkan gaya-gaya yang diberikan.

Sifat fisis kayu perlu diketahui karena sifat fisis kayu berpengaruh besar

terhadap kekuatan kayu yang digunakan dalam suatu struktur bangunan.

2.1.2.1 Kadar Air

Salah satu sifat utama kayu adalah higroskopis, yaitu kayu berkaitan erat

dengan air baik berupa cairan ataupun uap. Air dalam kayu segar atau kayu

yang baru saja dipanen terletak di dalam dinding sel dan dalam rongga sel.

(Haygreen & Bowyer, 1996). Kayu memiliki kemampuan dalam menyerap

dan melepaskan air yang bergantung pada kondisi lingkungan seperti

temperatur dan kelembaban. Pada kondisi lembab, kayu kering akan


8

menghisap atau menarik uap air, sedangkan pada keadaan kelembaban

udara yang rendah, kayu basah akan melepaskan uap air. Sifat higroskopis

ini menyebabkan kayu pada kondisi dan kelembaban tertentu dapat

mencapai suatu keseimbangan, yang berarti kadar air kayu tidak akan

mengalami perubahan (Iswanto, 2008).

Terjadi perbedaan kadar air pada bagian batang sebuah kayu. Kadar air pada

kayu gubal lebih banyak daripada kayu teras. Air yang terdapat pada batang

kayu tersimpan dalam dua bentuk yaitu: air bebas (free water) yang terletak

diantara sel-sel kayu, air ikat (bound water) yang terletak pada dinding sel.

Titik jenuh berat (fibre saturation point) adalah kondisi dimana air bebas

yang terletak diantara sel-sel sudah habis sedangkan air ikat pada dinding

sel masih jenuh. Kadar air pada saat titik jenuh serat berkisar antara 25%

sampai 30% (Awaluddin, 2005).

2.1.2.2 Berat Jenis

Berat jenis mirip dengan kepadatan. Berat jenis didefinisikan sebagai

perbandingan antara kepadatan kayu dengan kepadatan air pada volume

yang sama. Ketika kayu dimasukkan ke dalam oven atau dikeringkan maka

volume yang tetap tinggal adalah volume bagian padat dan volume udara

saja sedangkan air yang terkandung di dalam kayu tersebut menguap.

Karena berat jenis berhubungan dengan kepadatan, maka semakin tinggi

nilai berat jenis kayu tersebut, maka semakin besar kekuatan kayu tersebut.


9

Umur pohon, posisi kayu dalam batang, tempat tumbuh, dan kecepatan

tumbuh merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi berat jenis kayu.

2.1.3 Kekuatan pada Kayu

Kekuatan atau tegangan pada bahan seperti kayu erat kaitannya dengan

kemampuan bahan untuk mendukung gaya luar atau beban yang berusaha

merubah ukuran dan bentuk bahan tersebut. Timbulnya gaya dalam pada benda

akibar dari gaya-gaya luar yang bekerja disebut dengan tegangan.

Regangan ialah perubahan ukuran atau bentuk yang juga disebut deformasi.

Regangan akan terjadi apabila diberikan tekanan pada suatu bahan. Regangan

berbanding lurus dengan tegangan. Semakin besar tegangan yang terjadi pada

suatu bahan, maka semakin besar pula regangan yang diperoleh bahan tersebut.

Apabila tekanan yang diberikan pada suatu bahan tidak melebihi suatu tingkat

yang disebut batas proporsi, terdapat hubungan garis lurus antara besarnya

tegangan dengan regangan yang dihasilkan. Diluar batas proporsi, regangan

akan meningkat lebih besar dibandingkan dengan peningkatan regangan. Jika

tegangan yang didukung melebihi gaya dukung serat maka serat-serat akan

putus dan terjadilah keruntuhan/kegagalan. Bentuk kurva tegangan-regangan

yang khas untuk kayu yang diuji sejajar serat ditunjukkan oleh gambar 2.3.


10

Gambar 2.3 Hubungan Antara Tegangan Dan Regangan Dalam Uji

Tekanan Sejajar Serat Yang Khas

Apabila suatu gelagar seperti palang lantai kayu dibengkokkan, separuh

yang atas tegang dalam tekanan dan separuh yang bawah tegang dalam tarikan.

Tegangan maksimum terjadi pada permukaan puncak dan dasar balok tersebut.

Bidang tengah yang bebas dari tekanan ataupun tarikan ini disebut sumbu

netral. Besarnya pelengkungan pada titik tengah gelagar dinamakan defleksi

(lendutan). Defleksi yang terjadi tergantung pada tempat dan besar bahan,

panjang dan ukuran gelagar, dan modulus elastisitas lentur (MOE bahan).

Semakin tinggi nilai MOE maka semakin berkurang defleksi gelagar dengan

ukuran tertentu pada beban tertentu. (Haygreen&Bowyer, 1996).


11

2.2 Pengawetan Kayu

Keawetan kayu berhubungan erat dengan pemakaiannya. Kayu dikatakan

awet bila mempunyai umur pakai yang lama. Kayu berumur pakai lama bila

mampu menahan bermacam-macam faktor perusak kayu. Keawetan kayu ialah

daya tahan suatu jenis kayu terhadap faktor-faktor perusak yang datang dari luar

tubuh dan kayu itu sendiri (Hunggurami, E et al., 2014).

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi daya tahan suatu jenis kayu

adalah:

1. Serangga perusak

2. Kembang-susut akibat perubahan kandungan air

3. Pemakaian kayu

Indonesia memiliki luas hutan nomor dua di dunia setelah Brazil, yaitu

120,35 juta hektar (sekitar 10% hutan tropis dunia). Akan tetapi, hanya sebagian

kecil saja dari jenis kayu di Indonesia yang memiliki tingkat keawetan tinggi,

yaitu kelas awet I dan II (14,3%) dan sisanya yaitu 85,7% mempunyai tingkat

keawetan yang rendah, kurang dan tidak awet (Martawijaya, dalam Darmono et

al., 2013).

Penggunaan kayu sebagai material konstruksi dan produk berbahan kayu

lainnya sudah mulai mengarah pada penggunaan kayu yang cepat tumbuh. Kayu

yang cepat tumbuh pada umumnya mempunyai tingkat keawetan yang cenderung

rendah (kelas awet IV atau bahkan V )(Darmono,dkk ,2013)

Pengawetan kayu dianggap sebagai salah satu tindakan paling efektif

dalam meningkatkan mutu kayu. Ada empat faktor penting yang senantiasa

diperhatikan dalam proses pengawetan kayu, yaitu kondisi kayu yang diawetkan,


12

bahan pengawet, cara pengawetan, dan perlakukan setelah pengawetan (Batubara,

2006).

Tindakan pengawetan kayu dapat mempengaruhi sifat-sifat mekanis kayu.

Pada penelitian yang dilakukan Hunggurami E, et al (2014), persentase perbedaan

sifat-sifat mekanis kayu kelapa tanpa pengawetan dan dengan pengawetan

konsentrasi pengawetan 3%, 6% dan 20% mengalami peningkatan kuat tekan

tegak lurus serat sebesar 5.21 %, 58.06%, dan 158.06%. Untuk kuat tekan sejajar

arah serat sebesar 7.12%, 39.26%, dan 71.40%. Sedangkan untuk kuat lentur

mengalami peningkatan sebesar 34.76%, 87.76% dan 119,91%.

2.2.1 Bahan Pengawet Kayu

Bahan pengawet adalah suatu senyawa (bahan) kimia, baik berupa

tunggal maupun campuran dua atau lebih bahan, yang dapat menyebabkan

kayu yang digunakan secara benar akan mempunyai ketahanan terhadap

serangan cendawan, serangga, dan perusak-perusak kayu lainnya. Kayu

menjadi awet karena bahan pengawet tersebut bersifat racun.

Ada beberapa persyaratan untuk bahan pengawet yang ideal

digunakan, antara lain (Haygreen & Bowyer , 1996):

1. Beracun terhadap kisaran luas cendawan penyerang kayu

2. Tingkat keabadiannya tinggi (penguapannya rendah, tahan

pencucian, kestabilan kimia)

3. Kemampuan untuk menembus kayu dengan mudah

4. Tidak menyebabkan karat pada logam dan tidak melukai

kayunya

5. Aman penanganan dan penggunaannya


13

6. Ekonomis.

Pada umumnya, bahan pengawet kayu dibedakan menjadi dua,

yaitu bahan kimia larut minyak dan bahan kimia larut air. Bahan kimia

larut minyak mempunyai sejumlah keuntungan dalam situasi yang sangat

basah, karena di samping beracun terhadap cendawan perlakuan tersebut

menghambat gerakan air cair. Salah satu kekurangan dari senyawa-

senyawa yang mempunyai minyak dalam kandungannya adalah bahwa

permukaan kayu akan menjadi berminyak dan sulit untuk dicat. Tipe

bahan pengawet larut minyak yang paling umum digunakan adalah kreoso

ter batubara, larutan ter baturaka kreosot, larutan kreosot-minyak tanah,

pentaklorofenol (PCP) dalam minyak, tembaga nafrenat, dan PCP dalam

pelarut organik ringan dengan suatu bahan penolak air.

Bahan kimia larut air merupakan tipe bahan pengawet yang paling

sering digunakan. Terdapat beberapa jenis bahan pengawet larut air untuk

pengawetan kayu, yaitu :

a. Copper Chrome Boron (CCB)

Menurut Muslich dan Jasni (dalam Hunggurami E, et.al (2014)) bahan

pengawet Copper Chrome Boron (CCB) adalah salah satu bahan

pengawet yang telah diizinkan oleh komisi peptisida dan bersifat

pencegahan bukan pemberantasan.


14

b. Asam borat

Asam borat merupakan bahan campuran pada boraks dalam

pengawetan kayu. Asam borat atau natrium karbonat disebut juga soda

abu atau soda kue dengan rumus kimia Na2CO3 dan banyak digunakan

pada pembuatan sabun dan detergen, pembasmi serangga, obat dan

pengawetan. Asam borat memiliki sifat berwarna putih, tidak berbau,

dan larut dalam air. Asam borat adalah salah satu bahan pengawet kayu

yang mudah ditemukan dan umum digunakan.

c. Boraks

Boraks adalah suatu senyawa berbentuk kristal, berwarna putih, tidak

berbau, larut dalam air, dan stabil pada suhu dan tekanan normal.

Boraks merupakan garam natrium subklas karbonat dengan rumus

kimia yaitu Na2B4O7.10 H2O atau Na2[B4O5(OH)4].8H2O.

Dalam pengawetan kayu, boraks sendiri merupakan jenis termisida

organik yang berasal dari mineral boron dan mempunyai nama dagang

Imparalii 16 SP. Cara kerjanya sebagai protectants, yakni termisida

yang mampu melindungi bahan dari serangan dan kerusakan yang

diakibatkan rayap perusak. Boraks jarang digunakan dalam bentuk

aslinya, tetapi dialihkam dalam bentuk lain berupa konsentrasi atau

pekatan yang diformulasikan sehingga menjadi bahan siap pakai.

Sebelum dipakai, formulasi tersebut harus dicampur dengan bahan


15

pengencer seperti air dan larutan asam boraks (Kurnia W Prasetiyo dan

Sulaeman Yusuf , 2004)

2.2.2 Metode Pengawetan Kayu

Metode pengawetan merupakan cara memasukkan bahan pengawet ke

dalam kayu. Ada beberapa metode pengawetan kayu:

1. Metode pencelupan dan penyemprotan

2. rendaman dingin

3. rendaman panas-dingin

4. proses vakum.

a. Pencelupan dan penyemprotan

Metode pencelupan digunakan untuk jumlah kayu yang sedikit,

sedangkan metode penyemprotan digunakan untuk kayu bulat,

misalnya pada bagian ujung dan pangkalnya. Metode ini dilakukan

dengan sistem rantai berjalan masuk ke dalam bak yang berisi larutan

bahan pengawet. Metode pengawetan dengan cara penyemprotan ialah

dengan cara menyemprotkan bahan-bahan pengawet kayu langsung

pada kayu yang akan diawetkan.

b. Metode vakum tekan

Metode vakum tekan sangat digemari untuk keperluan komersial,

karena sangat efektif. Dikatakan efektif karena masuknya bahan

pengawet ke kayu bisa lebih dalam dan lebih merata. Kayu dan


16

larutan pengawet dimasukkan ke dalam silinder besi horizontal,

dengan tekanan tertentu (sampai 10 Atm). Larutan pengawet dipaksa

masuk ke dalam kayu. Besarnya tekanan yang diberikan dan lamanya

penekanan sangat dipengaruhi oleh jenis kayu dan bahan

pengawetnya. Pada metode vakum tekan, dikenal istilah full-cell

process dan empty-cell process. Metode full-cell process memiliki

penetrasi yang lebih besar karena bahan pengawet akan mengisi

rongga-rongga sel kayu secara penuh. Sedangkan pada metode empty-

cell process, bahan pengawet tidak masuk hingga ke rongga-rongga

sel tetapi hanya menempel di dinding sel saja (Awaluddin, dkk, 2005).

c. Rendaman panas-dingin

Metode rendaman panas-dingin dilakukan dengan cara merebus benda

uji dan bahan pengawet secara bersama-sama lalu dibiarkan dingin

secara bersama-sama (Hunt dan Garrat, dalam Rinaldi (2012)).

Metode ini merupakan salah satu metode yang praktis dalam

pelaksanaannya dan retensi bahan pengawet yang digunakan lebih

banyak masuk ke dalam kayu. Sebelum dilakukan proses pengawetan,

benda uji harus sudah konstan dulu kadar airnya. Benda uji lalu

diletakkan di dalam wadah lalu diisi dengan larutan bahan pengawet

dan dipanaskan bersama-sama sampai suhu 70oC selama 2 jam dengan

konsentrasi bahan pengawet sesuai dengan yang diinginkan. Benda uji

lalu didiamkan dingin sesuai dengan jumlah hari yang ditentukan.

Setelah diangkat dan dilap dari bak perendaman, contoh uji kering


17

diudarakan hingga diperoleh berat konstan lalu ditimbang sebagai

berat akhir untuk penentuan absorbsi (jumlah larutan pengawet total)

dan retensi (jumlah bahan pengawet yang meresap).

d. Rendaman dingin

Metode rendaman dingin dapat dilakukan dengan bak dari beton, kayu

atau logam anti karat yaitu kayu direndam di dalam bak larutan bahan

pengawet yang telah ditentukan konsentrasi bahan pengawet dan

larutannya. Kayu yang diawetkan tidak boleh terapung, tetapi harus

tenggelem, bahan kayu gergajian harus disusun secara baik dengan

diberi ganjal kira-kira 1 cm. Susunan demikian dimaksudkan untuk

memberi peluang bagi sirkulasi bahan pengawet dan memberi jalan

bagi udara yang keluar dari dalam kayu.

Keuntungan dan kerugian metode rendaman dingin dalam

pengawetan adalah (Dumanau , 2001) :

Keuntungan

a. Retensi dan penetrasi bahan pengawet lebih banyak dibanding

metode peleburan, penyemprotan, dan pencelupan

b. Kayu dalam jumlah banyak dapat diawetkan bersama

c. Larutan dapat digunakan berulang kali

Kerugian

a. Waktu lebih lama dibanding rendaman panas dingin

b. Peralatan mudah terkena karat

c. Kayu basah agak sulit diawetkan


18

2.3 Kolom

Kolom merupakan elemen/batang tekan vertikal sebagai batang utama

pada struktur bangunan yang berfungsi untuk meneruskan beban ke pondasi, dan

memikul beban dari balok serta rangka atap. Defenisi kolom lainnya berdasarkan

SK SNI T-15-1991-03 adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya

menyangga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang

paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil.

Kolom merupakan struktur utama yang meneruskan berat bangunan dan

beban lain seperti beban hidup (manusia dan barang-barang), serta

bebanhembusan angin. Kolom memiliki fungsi yang sangat penting, agar

bangunan tidak mudah roboh. Beban sebuah bangunan dimulai dari atap. Beban

atap akan meneruskan beban yang diterimanya ke kolom. Seluruh beban yang

diterima kolom didistribusikan ke permukaan tanah di bawahnya. Kesimpulannya,

sebuah bangunan akan aman dari kerusakan bila besar dan jenis pondasinya sesuai

dengan perhitungan. Namun, kondisi tanah pun harus benar-benar sudah mampu

menerima beban dari pondasi.

2.3.1 Prinsip Desain Kolom

Elemen struktur kolom yang memiliki nilai perbandingan antara

panjangdan dimensi penampang melintang yang relatif kecil disebut kolom

pendek.Kemampuan kolom pendek memikul beban tidak tergantung pada

panjang kolom dan jika mengalami beban berlebihan, kolom pendek pada

umumnya akan gagal karena hancurnya material. Dengan demikian

kemampuan pikul beban batas tergantung pada kekuatan material yang


19

digunakan. Semakin panjang suatu elemen tekan, menyebabkan perubahan

proporsi relatif elemen hingga mencapai keadaan yang disebut elemen

langsing. Perilaku elemen langsing berbeda dengan elemen tekan pendek.

Perilaku elemen tekan panjang terhadap beban tekan adalah

apabilabebannya kecil, elemen masih dapat mempertahankan bentuk liniernya,

begitupula apabila bebannya bertambah. Pada saat beban mencapai nilai

tertentu, elemen tersebut tiba-tiba tidak stabil, dan berubah bentuk.

Gambar 2.4 Deformasi pada Kolom Setelah Dibebani

Hal inilah yang dibuat fenomena tekuk (buckling) apabila suatu elemen

struktur kolom telah menekuk, maka kolom tersebut tidak mempunyai

kemampuan lagi untuk menerima beban tambahan. Jika sedikit saja

ditambahkan beban akan menyebabkan elemen struktur tersebut runtuh.

Dengan demikian,kemampuan atau kapasitas pikul beban untuk elemen

struktur kolom itu adalah besar beban yang menyebabkan kolom tersebut

mengalami tekuk awal. Struktur yang sudah mengalami tekuk tidak akan

mempunyai kemampuan layan lagi.

Apabila suatu elemen struktur kolom mulai tidak stabil, seperti halnya


20

mengalami beban tekuk, maka elemen tersebut tidak dapat memberikan gaya

tahanan internal lagi untuk mempertahankan bentuk liniernya. Gaya

tahanannya lebih kecil daripada beban tekuk. Kolom yang tepat berada dalam

kondisi mengalami beban tekuk sama saja dengan sistem yang berada dalam

kondisi keseimbangan netral. Sistem dalam kondisi demikian mempunyai

kecenderungan mempertahankan konfigurasi semula.

Ada banyak faktor yang mempengaruhi beban tekuk (Pcr) pada suatu elemen

struktur tekan panjang. Faktor-faktornya adalah sebagai berikut:

a. Panjang Kolom

Pada umumnya kapasitas pikul beban kolom berbanding terbalik dengan

kuadrat panjang ekemennya. Disamping itu, faktor lain yang menentukan besar

beban tekuk adalah karakteristik kekuan elemen struktur (jenis material,

bentuk, dan ukuran penampang).

b. Kekakuan

Kekauan elemen struktur dipengaruhi oleh banyaknya material dan

distribusinya. Bentuk berpenampang simetris (misalnya bujur sangkar atau

lingkaran) tidak mempunyai arah tekuk khusus seperti penampang segiempat.

Ukuran distribusi material (bentuk dan ukuran penampang) dalam hal ini pada

umumnya dapat dinyatakan dengan momen inersia (I).

c. Kondisi ujung elemen struktur

Apabila ujung-ujung kolom bebas berotasi, kolom tersebut mempunyai


21

kemampuan pikul beban lebih kecil dibandingkan dengan kolom sama yang

ujung-ujungnya dijepit. Adanya tahanan ujung menambah kekakuan sehingga

juga meningkatkan kestabilan yang mencegah tekuk. Mengekang dengan

menggunakan bracing pada suatu kolom disuatu arah juga meningkatkan

kekakuan

2.3.2 Stabilitas Struktur Kolom

Masalah kesetimbangan erat kaitannya dengan stabilitas suatu struktur batang.

Pemahaman terhadap masalah kesetimbangan merupakan hal yang penting.

Konsep dari stabilitas sering diterangkan dengan menggangap kesetimbangan

dari bola pejal dalam beberapa posisi yaitu :

a. Kesetimbangan stabil

Gambar 2.5 Kesetimbangan Stabil

Bola berada pada permukaan yang cekung, apabila diberi gangguan kecil bola

akan kembali ke posisi semula setelah berisolasi beberapa kali. Pada batang

diberi muatan P, dari samping diberikan F yang menekan batang, maka akan

terjadi lendutan. Bila gaya F dihilangkan, lenturan hilang dan batang kembali


22

lurus. Keadaan kesetimbangan ini disebut kesetimbangan stabil (stable

equilibrium)

b. Kesetimbangan netral

Gambar 2.6 Kesetimbangan Netral

Apabila bola berada pada permukaan yang datar, apabila diberi gangguan kecil

maka gangguan kecil ini tidak akan merubah gaya-gaya kesetimbangan

maupun energi potensial bola. Batang diberi muatan P yang lebih besar dari P

pada kesetimbangan stabil. Dari samping ditekan F maka terjadi lendutan,

walaupun F dihilangkan tetapi lenturan masih tetap ada. Dimana P = Pcr.

Keadaan kesetimbangan ini disebut keadaan kesetimbangan netral (precarious

equilibrium).


23

c. Kesetimbangan tidak stabil

Gambar 2.7 Kesetimbangan Tidak Stabil

Bila bola berada pada permukaan yang cembung, diberikan gangguan kecil

maka akan terjadi pergeseran mendadak. Batang ditekan dengan P yang lebih

besar dari Pcr. Dari samping ditekan dengan F, maka terjadi lendutan.

Gangguan kecil akan cenderung tumbuh menjadi deformasi yang berlebihan

sehingga akan patah. Kesetimbangan ini disebut dengan kesetimbangan tidak

stabil (Unstable equilibrium).

2.3.3 Panjang Efektif & Kelangsingan Kolom

Panjang kolom tidak terkekang atau panjang bagian kolom tidak terkekang

(L), harus diambil sebagai jarak pusat ke pusat pengekang lateral. Panjang

kolom tidak terkekang harus ditentukan baik terhadap sumbu lemah maupun

terhadap sumbu kuat dari kolom tersebut. Panjang efektif kolom untuk arah

yang ditinjau harus diambil sebagai KeL, dimana Ke merupakan faktor panjang

tekuk untuk komponen struktur tekan.

Untuk kolom tanpa goyangan pada arah yang akan ditinjau, faktor panjang


24

tekuk (Ke) harus diambil sama dengan satu kecuali jika dari analisa

diperlihatkan bahwa kondisi kekangan ujung kolom memungkinkan

digunakannya factor panjang tekuk yang lebih kecil daripada satu. Untuk

kolom dengan goyangan pada arah yang akan ditinjau, faktor panjang tekuk

harus lebih besar dari satu dan ditentukan berdasarkan analisa mekanika

dengan memperhitungkan kondisi kekangan ujung kolom.

Nilai Ke untuk beberapa jenis kondisi kekangan ujung dan untuk keadaan

dengan goyangan serta tanpa goyangan dapat ditentukan menggunakan

hubungan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Nilai Ke Untuk Kolom-Kolom Dengan Beberapa Jenis

Kekangan Ujung


25

Kelangsingan kolom adalah perbandingan antara panjang efektif kolom

pada arah yang ditinjau terhadap jari-jari girasi penampang kolom pada arah

itu. atau kelangsingan = 𝐾𝑒.L/r

Jari-jari girasi dihitung berdasarkan luas penampang bruto dan

menggunakan penampang transformasi jika digunakan penampang komposit.

Nilai kelangsingan kolom (Kelangsingan = 𝐾𝑒L/r) tidak boleh melebihi 175.

2.4 Tekuk

Tekuk (Buckling) merupakan suatu proses dimana suatu struktur tidak

mampu mempertahankan bentuk aslinya. Buckling adalah fenomena instabilitas

yang terjadi pada batang langsing, pelat dan cangkang yang tipis.

Konsekuensi buckling pada dasarnya adalah masalah geometrik dasar,

dimana terjadi lendutan besar akan mengubah bentuk struktur. Dapat pula

dikatakan tekuk merupakan suatu ragam kegagalan yang diakibatkan oleh

ketidakstabilan suatu elemen struktur yang dipengaruhi oleh aksi beban.

Pada saat tekuk terjadi, taraf gaya internal dapat sangat rendah. Fenomena

tekuk erat kaitannya dengan kekakuan elemen struktur. Suatu elemen yang

memiliki kekakuan yang lebih kecil akan lebih mudah mengalami tekuk jika

dibandingkan dengan elemen yang memiliki kekakuan yang besar. Semakin

langsing suatu elemen struktur maka akan semakin kecil kekakuannya dan

sebaliknya.

Banyak faktor yang mempengaruhi beban tekuk (beban ini disebut Pcr)

antara lain panjang kolom, perletakan kedua ujung kolom, ukuran dan bentuk

penampang kolom. Kapasitas pikul beban kolom berbanding terbalik dengan


26

kuadrat panjang kolom. Selain itu, faktor lain yang menentukan besarnya Pcr

adalah yang berhubungan dengan karakteristik kekakuan elemen struktur (jenis

material, bentuk serta ukuran penampang). Kolom cenderung menekuk ke arah

sumbu terlemah. Akan tetapi, elemen tersebut dapat juga mempunyai kekakuan

cukup pada sumbu lainnya untuk menahan tekuk. Dengan demikian, kapasitas

pikul beban elemen tekan bergantung juga pada bentuk dan ukuran penampang.

Ukuran penampang ini pada umumnya dapat dinyatakan dengan momen

inersi (I). Faktor lain yang sangat penting dalam mempengaruhi besarnya beban

tekuk Pcr adaah kondisi ujung elemen struktur. Apabila ujung-ujung suatu kolom

bebas berotasi, kolom tersebut mempunyai kemampuan pikul beban yang lebih

kecil dibandingkan dengan kolom yang sama yang kedua ujungnya dalam kondisi

dijepit. Defenisi Pcr adalah beban aksial maksimum yang mampu dipikul agar

suatu struktur kolom tetap lurus dan tidak terdeformasi.

2.4.1 Teori Euler

Teori tekuk kolom pertama dikemukakan oleh ahli matematika Leonhardt

Euler pada tahun 1759. Batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan

semua seratnya tetap elastis hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan

yang kecil seperti . Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit

disalah satu ujung dan bertumpu sederhana (simply supported) di ujung yang

lainnya, logika yang sama dapat diterapkan pada kolom yang berujung sendi,

yang tidak memiliki pengekangan rotasi dan merupakan batang dengan

kekuatan tekuk terkecil.


27

Gambar 2.9 Kolom Euler

Pada titik sejauh x, momen lentur Mx (terhadap sumbu x) pada kolom yang

sedikit melentur adalah :

Mx = P x y (2.1)

Dan karena ,

(2.2)

Persamaan di atas menjadi :

(2.3)

Bila k² = P/EI akan diperoleh

(2.4)

Penyelesaian persamaan diferensial ber-ordo 2 ini dapat dinyatakan sebagai :

y = A sin kx + B cos kx (2.5)

Dengan menerapkan syarat batas

a. y = 0 pada x = 0; diperoleh 0 = A sin 0 + B cos 0 didapat harga B = 0

b. y = 0 pada x = L; karena harga A tidak mungkin nol, maka diperoleh

harga A sin kL = 0

Harga kL yang memenuhi ialah kL = 0, π, 2π, 3π, … nπ

EI

Mx

dx

yd

2

2

02

2

EI

Pxy

dx

yd

02

2

2

ykdx

yd


28

Dengan kata lain, persamaan diatas dapat dipenuhi oleh tiga keadaan :

1. Konstanta A = 0, tidak ada lendutan.

2. kL = 0, tidak ada beban luar.

3. kL = π, syarat terjadinya tekuk, dan karena k² = P/EI maka

Apabila kedua ruas dikuadratkan maka diperoleh :

(2.6)

Ragam tekuk dasar pertama, yaitu lendutan dengan lengkung tunggal ( y = A

sin x ), akan terjadi bila kL = π ; dengan demikian beban kritis Euler untuk

kolom yang bersendi pada kedua ujungnya dimana L adalah panjang tekuk

yang dinotasikan Lk adalah

(2.7)

2.4.2 Batas Berlakunya Persamaan Euler

Untuk mengetahui batas berlakunya persamaan Euler,harus dilihat hubungan

antara tegangan kritis dengan kelangsingan kolom yang dinotasikan dengan λ.

Dari persamaan 2.7 apabila kedua ruas dibagi dengan luas penampang, maka

diperoleh :

(2.8)

Karena maka diperoleh :

EI

PL

EI

PL22

2

2

L

EIPPP crEulerkritis

2

2

K

crL

EIP

AL

EI

A

P

K

2

2

A

Ii 2


29

(2.10)

Dimana Lk/i adalah kelangsingan (λ) maka diperoleh :

(2.11)

Persamaan euler ini berlaku apabila nilai tekuk dari suatu benda uji berada

diantara 100 sampai 150.

2

2

i

L

E

A

P

K

2

2

E


30

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Flowchart Penelitian

Mulai

Analitis Eksperimen

Persiapan alat &

penyediaan bahan

Kayu Boraks

Pengawetan kolom kayu dengan

metode rendaman dingin (direndam

selama 10 hari)

Pengujian mechanical &

physical properties kayu

sebelum & sesudah diawetkan

Pengujian tekuk kolom

kayu sebelum & sesudah

diawetkan

Perhitungan hasil pengujian

mechanical & physical properties

kayu sebelum & sesudah

diawetkan hasil eksperimen

Perhitungan hasil pengujian

tekuk kolom kayu sebelum

& sesudah diawetkan hasil

eksperimen

Perhitungan tekuk kolom kayu

sebelum dan sesudah diawetkan

berdasarkan data mechanical dan

physical properties secara analitis

Perbandingan hasil perhitungan tekuk kolom

kayu sebelum dan sesudah diawetkan secara

analitis dan eksperimen

Penarikan kesimpulan & saran

Selesai


31

3.2 Eksperimen Kuat Tekuk Kolom Kayu

3.2.1 Alat dan Bahan Penelitian

3.2.1.1 Alat Penelitian

Alat yang digunakan pada penelitian meliputi :

1. Neraca digital dengan ketelitian 0,01 gram

2. Oven dengan kapasitas 200°C

3. UTM (Universal Testing Machine) Tensilon RTF-1350 untuk pengujian

kuat lentur kayu

4. Alat uji tekuk modifikasi

5. Hydraulic hand pump & Proving Ring

6. Dial & Mistar

3.2.1.1.1 Rangka Dudukan Alat Uji Tekuk Modifikasi

Rangka dudukan benda uji (frame) adalah tempat penahan maupun sebagai

dudukan benda uji. Frame yang digunakan untuk pengujian tekuk kolom

dengan bentang panjang pada umumnya arahnya vertikal, namun dalam

percobaan ini frame yang digunakan dimodifikasi dengan arah horizontal dan

perletakan ujung kolom sendi-sendi. Frame dengan arah horizontal

dimodifikasi dengan menggunakan profil baja H (200 x 200 x 8 x 12) dan

pelat penahan dengan tebal 15 mm.

Gambar 3.1 Alat Uji Tekuk Modifikasi


32

3.2.1.1.2 Alat Pembebanan Gaya Tekan

Pembebanan gaya tekan yang diberikan kepada benda uji, dihasilkan oleh

sebuah hydraulic hand pump (dongkrak hidrolik) dilengkapi dengan proving

ring.

3.2.1.1.3 Alat Pengukur

Alat pengukur yang digunakan untuk mengetahui besar gaya yang terjadi

pada kolom ganda, antara lain:

a. Proving Ring

Alat ukur ini berfungsi untuk menunjukkan gaya pembebanan yang

dihasilkan oleh dongkrak hidrolik dengan kapasitas maksimum

pembebanan 30 ton.

b. Penggaris (Mistar) & Dial

Alat ukur ini berfungsi untuk menunjukkan besarnya deformasi yang

terjadi pada kolom tunggal.

3.2.1.2 Bahan Penelitian

Bahan penelitian yang digunakan antara lain :

1. Kolom kayu mahoni dengan dimensi 5 x 5 x 200 cm berjumlah 12 buah

2. Kayu mahoni dengan dimensi 5 x 5 x 76 cm berjumlah 20 buah



5. Boraks


33

3.2.2 Pengawetan Kayu

Sampel kayu mahoni diawetkan dengan bahan pengawet boraks dengan

konsentrasi 10%, 20%, dan 30%. Metode pengawetan pada penelitian ini adalah

metode rendaman dingin (SNI 03-3233-1998) selama 10 hari. Benda uji kolom

kayu yang diawetkan berjumlah 3 buah untuk setiap konsentrasi boraks, benda

uji kuat tekan sejajar serat berjumlah 5 buah untuk masing-masing konsentrasi ,

benda uji elastisitas berjumlah 5 buah untuk masing-masing konsentrasi.

Pelaksanaan pengawetan kolom kayu dilakukan di dalam sebuah bak berukuran

2,06 m x 0,36 m x 0,20 m.

Berikut merupakan jumlah boraks yang diperlukan untuk proses pengawetkan

kolom kayu:

Untuk Boraks Konsentrasi 10%

= 14,832 kg


= 29,664 kg


= 44,496 kg


34

Adapun tahapan pengawetan adalah sebagai berikut:

a. Larutkan boraks konsentrasi 10% dengan air terlebih dahulu dalam sebuah

bak perendam.

b. Letakkan benda uji ke dalam bak perendam yang berisi larutan boraks.

c. Tahan sampel kayu yang sedang diawetkan dengan meletakkan batu-batu

di atas kolom kayu agar kayu tidak naik ke permukaan

d. Benda uji direndam selama 10 hari di dalam larutan boraks

e. Setelah 10 hari, benda uji diangkat dan dikeringkan di udara

f. Ulangi langkah a-e untuk konsentrasi boraks 20% dan 30%.

3.2.3 Pelaksanaan Pengujian

3.2.3.1 Pengujian Physical Properties

3.2.3.1.1 Pengujian Kadar Air

Pengujian kadar air dilakukan untuk memperoleh kadar air yang terkandung

dalam benda uji. Sampel yang diuji berukuran 50 mm x 50 mm x 50 mm

berjumlah 8 (delapan) sampel.

Masing-masing benda uji sampel ditimbang dan dicatat berat awalnya.

Pengeringan bahan dilakukan berdasarkan kering udara yaitu bahan dibiarkan

dalam ruangan dengan suhu kamar, terlindung dari pengaruh cuaca seperti

panas dan lembab sehingga benda uji menunjukkan berat yang stabil atau

disebut juga dengan berat kering udara. Persentase angka kadar air adalah:


35

Dimana:

KA = kadar air (m%)

BA = berat kayu kering udara (gr)

BKO = berat kayu kering-oven (gr)

3.2.3.1.2 Pengujian Berat Jenis

Pemeriksaan berat jenis dilakukan untuk mendapatkan berat jenis yang ada di

dalam benda uji. Sampel yang digunakan untuk pemeriksaan ini berukuran 50

mm x 50 mm x 50 mm sebanyak 5 (lima) sampel.

Sampel ditimbang dan dicatat beratnya. Perhitungan akhir berat jenis sampel

dengan mengambil rata-ratanya, dan perbedaan antara berat jenis tertinggi

tidak boleh lebih dari 100% berat yang terendah. Untuk mencari berat jenis

kayu digunakan rumus sebagai berikut:

Dimana:

BJ = berat jenis

K = konstanta (1000)

BA = berat awal benda uji (gr)

L = panjang benda uji (mm)

KA = kadar air benda uji (%)

B = lebar benda uji (mm)

H = tinggi benda uji (mm)


36

3.2.3.2 Pengujian Mechanical Properties

3.2.3.2.1 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat

Pengujian kuat tekan sejajar serat dilakukan dengan menggunakan mesin

tekan untuk mendapatkan nilai kuat tekan yang mampu diterima oleh kayu

sampai batas keruntuhannya. Sampel yang digunakan pada percobaan ini

dilakukan pada sampel kering udara dengan kadar air 15%, berukuran 5 cm

x 5 cm x 20 cm sebanyak 5 (lima) sampel untuk masing-masing konsentrasi

boraks.

Sampel yang telah tersedia dimasukkan ke dalam mesin tekan. Sisi ujung

bagian atas dan bawahnya berada pada mesin penekan. Pengujian

diberhentikan apabila jarum pembacaan dial berhenti dan menunjukkan angka

yang tetap, yaitu pada saat keruntuhan pada sampel terjadi.

Besar nilai pembacaan akhir dicacat sebagai beban tekan (nilai P). Kekuatan

tekan kayu pada arah sejajar serat dihitung dengan menggunakan rumus:

Dimana:

= tegangan tekan sejajar serat (Mpa)

P = beban tekan maksimum (N)

A = luas bagian yang tertekan (mm2)


37

3.2.3.2.2 Pengujian Lentur Elastisitas Kayu

Sampel dengan panjang 76 cm diletakkan pada dua perletakan sendi-sendi

dan diberi gaya (P) terpusat secara bertahap pada bagian tengah bentang.

Pada saat pembebanan dilakukan maka besar gaya yang diberikan sudah

langsung terbaca pada dial. Setiap penambahan beban yang diberikan nilai

penurunan (f) dicatat sampai pada kondisi sampel patah. Dari parameter

diatas maka nilai kuat lentur yang dihitung dengan menggunakan rumus:

Dimana:

P = beban uji maksimum (N)

L = jarak tumpuan (mm)

h = lebar benda uji (mm)

b = lebar benda uji (mm)

fb = kuat lentur (Mpa)

Untuk elastisitas kayu diambil 3(tiga) buah sampel acak hasil dari pengujian

lentur kayu dan dihitung dengan rumus :

Dimana:

P = selisih beban uji maksimum dalam kondisi

elastis (N)

L = jarak tumpuan (mm)

h = lebar benda uji (mm)


38

b = lebar benda uji (mm)

y = selisih lendutan Pmaks elastis dengan P

sebelum Pmaks elastis

Eb = elastisitas (Mpa)

3.2.3.3 Pengujian Kuat Tekuk Kolom Kayu

Pengujian dilakukan dengan meletakkan kolom kayu mahoni secara horizontal pada

mesin pengujian yang dimodifikasi dari profil baja dengan bentang yang

disesuaikan. Pengujian Tekuk Kolom dilakukan di Laboratorium Struktur Program

Magister (S-2) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Pengujian

tekuk kolom dilakukan dengan cara meletakkan kolom diatas dua tumpuan (sendi-

sendi), kemudian diberi pembebanan dengan hydraulic jack. Selama pembebanan ,

dibaca lendutan yang terjadi melalui dial gauge yang diletakkan di tengah benda uji.

Adapun langkah-langkah pelaksanaan uji tekuk kolom kayu, antara lain:

1. Langkah pertama, penempatan benda uji pada dudukan diatur sesuai

dengan panjang kolom sehingga posisi benda uji simetris dan tegak

lurus.

2. Guli-guli besi diletakkan pada bagian atas dudukan benda uji untuk

menjaga tidak terjadi deformasi pada bagian sumbu bebas bahan.

3. Jack diletakan pada salah satu ujung benda uji sehingga beban tepat

pada titik berat kolom.

4. Penambahan pelat diberikan pada salah satu perletakkan untuk

mengurangi jarak antara jack dengan salah satu tumpuan dan menjaga


39

agar tidak terjadinya lendutan pada salah satu perletakkan sendi yang

statis maupun terjadinya torsi. Perletakan kolom adalah sendi-sendi.

5. Dial & mistar ditempatkan pada tengah bentang untuk mengetahui

besar deformasi yang terjadi pada kolom.

6. Setelah pemasangan selesai, pengujian dilakukan dengan memberikan

pembebanan 250 kg secara bertahap. Selama pemberian beban,

dilakukan pengamatan tanda-tanda yang terjadi pada kolom,

pembacaan alat pengukur, dan pencatatan data.

7. Pemberian beban dihentikan apabila kolom sudah mendapatkan beban

ultimate (patah)

3.3 Analisis Kuat Tekuk Kolom Kayu

Perhitungan kuat tekuk kolom kayu secara analitis dilakukan setelah mendapatkan

data mechanical properties hasil dari pengujian di laboratorium yaitu nilai kuat

tekan sejajar serat dan nilai elastisitas kayu yang tidak diawetkan maupun

diawetkan.

Proses perhitungan analitis kuat tekuk kolom kayu adalah sebagai berikut :

1. Penghitungan luas penampang (A)

A = b. h (3.6)

Dimana :

A = Luas Penampang (cm²)

b = Lebar Penampang Benda Uji (cm)

h = Panjang Penampang Benda Uji (cm)


40

2. Penghitungan Inersia Kayu (Ix=Iy)

Dimana :

Ix = Inersia penampang sumbu x (mm4)

Iy = Inersia penampang sumbu y (mm4)

b = Lebar Penampang Benda Uji (mm)

h = Panjang Penampang Benda Uji (mm)

3. Penghitungan jari-jari girasi (ix)

√

Dimana :

ix = jari-jari girasi penampang sumbu x (mm)

Ix = Inersia penampang sumbu x (mm4)

A = Luas Penampang (mm²)

4. Penghitungan kelangsingan kolom (λ)

Dimana :

λ = Kelangsingan Kolom

Lk = Panjang tekuk kolom (mm)

ix = jari-jari girasi penampang sumbu x (mm)


41

5. Penghitungan tegangan (σ)

Dimana :

λ = Kelangsingan Kolom

E = Elastisitas Kayu (MPa)

π = Phi (3,14)

σ = Tegangan (kg/cm²)

6. Penghitungan Pkritis (Pcr) Kolom

Dimana :

Pcr = Gaya tekan dalam keadaan kritis (kg)

E = Elastisitas Kayu (MPa)

π = Phi (3,14)

I = Inersia penampang sumbu (mm4)

Lk = Panjang tekuk kolom (mm)

7. Penghitungan Pelastis Kolom

Dimana :

Pelastis = Gaya tekan dalam keadaan elastis (kg)

F = Luas penampang tekan kayu (mm²)


42

w = Faktor tekuk berdasarkan angka

kelangsingan yang didapat dari tabel

8. Penghitungan Pultimate Kolom

Dimana :

Pultimate = Gaya tekan dalam keadaan elastis (kg)

F = Luas penampang tekan kayu (mm²)

w = Faktor tekuk berdasarkan angka

kelangsingan yang didapat dari table


43

BAB IV

ANALISIS DAN HASIL PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian Mechanical & Physical Properties

4.1.1 Pengujian Kadar Air

Pengujian kadar air kayu menggunakan 8 buah. Penelitian ini dilakukan hingga

sampel mencapai kondisi kering udara (kadar air 15 %), yaitu pada saat berat

sampel menunjukkan angka yang tetap dan tidak berubah lagi.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kadar Air

No

Kode

p

(mm)

l

(mm)

t

(mm)

Volume

(mm3)

BA

(gr)

BKO

(gr)

KA

(%)

I 49 48 50 117600 72 61 18.0328

II 48 49 50 117600 72 62 16.129

III 48 49 50 117600 73 62 17.7419

IV 49 48 50 117600 74 62 19.3548

V 48 49 50 117600 71 61 16.3934

VI 48 49 50 117600 69 60 15

VII 48 49 50 117600 68 60 13.3333

VIII 49 48 50 117600 71 62 14.5161

Total 130.501

Rata - rata 16.3127

SD 2.00441

Kadar Air Rata - rata 11.6424

Berdasarkan SNI 03-6850-2002, perhitungan kadar air kayu sebagai berikut ;

Sebagai contoh, digunakan sampel 1:


44

Kadar air sampel KA 1 :

Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√

Kadar air rata-rata :

Maka, kadar air rata-rata dari 8 sampel kayu tersebut adalah 11,6424%.

4.1.2 Pengujian Berat Jenis

Pemeriksaan berat jenis dilakukan terhadap 5 ( enam) buah sampel berukuran 5

cm x 5 cm x 5 cm. Pengujian ini juga dilakukan pada saat kondisi kayu kering

udara dan didapat hasil sebagai berikut.

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Berat Jenis

No

Kode

p

(mm)

l

(mm)

t

(mm)

Volume

(mm3)

BA

(gr)

KA

(%)

BJ

I 49 48 50 117600 72 18.0328 0.61224

II 48 49 50 117600 72 16.129 0.61224

III 48 49 50 117600 73 17.7419 0.62075

IV 49 48 50 117600 74 19.3548 0.62925


45

V 48 49 50 117600 71 16.3934 0.60374

Total 87.652 3.07823

Rata - rata 17.5304 0.61565

SD 1.3117 0.0097

Berat Jenis Rata - rata 14.4741 0.59306

Berdasarkan SNI 03-6844-2002, perhitungan berat jenis kayu berdasarkan berat

dan volume sebagai berikut ;

Kadar air sampel BJ 1 :

Berat jenis sampel :

Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√

Berat jenis rata-rata :

Maka, berat jenis rata-rata dari 5 sampel kayu tersebut adalah 0,59306.


46

4.1.3 Pengujian Elastisitas Lentur

Pengujian elastisitas kayu dilakukan terhadap 3 sampel kayu yang diambil

secara acak dari sampel pengujian kuat lentur kayu untuk pencatatan dial

penurunan setiap penambahan beban 500 N.

a. Tanpa Pengawetan

Dari tabel dan gambar beban-lendutan untuk setiap sampel (Tabel 4.3 dan

Gambar 4.1 – 4.3) dapat dilihat beban batas proporsional masing-masing

sampel, dimana Sampel 1, Sampel 2, dan Sampel 3 dengan beban secara

berurutan yaitu 6000 N, 6500 N, dan 6000 N

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Elastisitas Kayu Tanpa Pengawetan

Beban

(N)

Penurunan (mm)

Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3

0 0 0 0

500 0,40 0,40 0,42

1000 0,95 0,95 0,99

1500 1,51 1,49 1,54

2000 2,08 2,01 2,09

2500 2,63 2,52 2,64

3000 3,21 3,03 3,19

3500 3,75 3,52 3,72

4000 4,31 4,02 4,26

4500 4,87 4,53 4,81

5000 5,44 5,03 5,35

5500 6,04 5,53 5,92

6000 6,61 6,05 6,48

6500 7,21 6,57 7,07

7000 7,85 7,11 7,69


47

.

Gambar 4.1 Grafik Beban-Lendutan Hasil Pengujian Sampel Kayu 1

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)

GRAFIK BEBAN - LENDUTAN KAYU SAMPEL 1

7500 8,54 7,67 8,35

8000 9,28 8,26 9,07

8500 10,10 8,89 9,88

9000 11,02 9,57 10,80

9500 12,07 10,31 11,90

10000 13,33 11,14 13,24

10500 15,03 12,08 14,76


48

Modulus Elastistas Lentur Kayu ( Sampel 1

P = 6000 N f P=6000N = 6,61 mm;

P = 6500 N f P=6500N = 7,21mm

p = (6500 N – 6000 N) = 500 N

L = 710 mm B = 49 mm H = 50 mm


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

BEB

AN

(N

)

LENDUTAN (mm)



49


P = 6500 N f P=6500N = 6,57 mm

P = 7000 N f P=7000N = 7,11mm

p = (7000 N – 6500 N) = 500 N

L = 710 mm B = 50 mm H = 50 mm


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

BEB

AN

(N

)

LENDUTAN (mm)



50


P = 6000 N f P=6000N = 6,48 mm

P = 6500 N f P= 6500N = 7,07 mm

p = (6000 N– 5500 N) = 500 N

L = 710 mm B = 50 mm H = 50 mm

Tabel 4.4 Modulus Elastisitas Rata-Rata Kayu Tanpa Pengawetan

Sampel B

(mm)

H

(mm)

Modulus Elastisitas

(MPa)

1 49 50 12173,843

2 50 50 13255,963

3 50 50 12132,567

Rata -Rata 12520,794

SD 637,00929

Modulus Elastisitas Rata-Rata 11036,562

Sehingga, modulus elastisitas lentur kayu yang tidak diawetkan adalah

11036,562 MPa.

b. Diawetkan Dengan Kadar Boraks 10 %

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Elastisitas Kayu Dengan Kadar Boraks 10%

Beban

(N)

Penurunan (mm)


0 0 0 0

500 0.38 0.39 0.38

1000 0.83 0.84 0.83


51

1500 1.29 1.29 1.27

2000 1.73 1.74 1.72

2500 2.16 2.18 2.17

3000 2.61 2.63 2.63

3500 3.06 3.06 3.08

4000 3.52 3.51 3.53

4500 3.97 3.96 3.99

5000 4.42 4.41 4.44

5500 4.85 4.86 4.88

6000 5.29 5.32 5.32

6500 5.74 5.72 5.76

7000 6.25 6.22 6.21

7500 6.65 6.67 6.7

8000 7.58 7.29 7.12

8500 8.47 7.76 8.07

9000 9.34 8.34 9.14

9500 10.64 9.59 10.39

10000 12.01 10.47 11.76

10500 12.78 11.69 12.55

11000 13.89 12.71 13.97



sampel, dimana Sampel 1 10%, Sampel 2 10%, dan Sampel 3 10% dengan

beban secara berurutan yaitu 6500 N, 6500 N, dan 7000 N.


52

Gambar 4.4 Grafik Beban-Lendutan Hasil Pengujian Kayu Sampel 1 10%

Modulus Elastistas Lentur Kayu ( Sampel 1 10%

P = 6500 N f P=6500N = 5,74 mm

P = 7000 N f P=7000N = 6,25mm

p = 7000N – 6500N= 500 N

L = 710 m B = 50 mm H = 50 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)

GRAFIK BEBAN - LENDUTAN KAYU SAMPEL 1 10%


53



P = 6500 N f P=6500N = 5,72 mm

P = 7000 N f P=7000N = 6,22mm

p = (7000 N – 6500 N)= 500 N

L = 710 mm B =49 mm H = 50 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)



54



P = 7000 N f P=7000N = 6,21 mm

P = 6500 N f P= 6500N = 6,7 mm

p = (7000 N – 6500 N) = 500 N

L = 710 mm B = 49 mm H = 50 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)



55

Tabel 4.6 Modulus Elastisitas Rata-Rata dengan Kadar Boraks 10%

Sampel B

(mm)

H

(mm)

Modulus Elastisitas

(MPa)

1 10% 49 50 14035,726

2 10% 50 50 14608,612

3 10% 50 50 14906,747


SD 442,674


Sehingga, modulus elastisitas lentur kayu dengan boraks 10% adalah 13485,598

MPa.

c. Diawetkan Dengan Kadar Boraks 20 %


Beban (N) Penurunan (mm)


0 0 0 0

500 0.32 0.38 0.43

1000 72 0.8 0.81

1500 1.14 1.21 1.23

2000 1.53 1.6 1.65

2500 1.96 2.02 2.09

3000 2.33 2.45 2.5

3500 2.75 2.83 2.95

4000 3.16 3.23 3.36

4500 3.54 3.66 3.76

5000 3.94 4.07 4.18

5500 4.35 4.46 4.6


56

6000 4.77 4.88 5.03

6500 5.17 5.31 5.46

7000 4.56 5.71 5.85

7500 5.98 6.11 6.29

8000 6.38 6.52 6.70

8500 7.52 6.95 8.37

9000 8.49 7.45 9.18

9500 9.36 8.24 10.32

10000 10.51 9.01 11.43

10500 11.42 9.93 12

11000 11.91 10.54 12.84

11500 12.44 11.38 7.03






57



P = 7500 N f P=7500N = 5,98 mm

P = 8000 N f P=8000N = 6,38mm

p = 7500N – 8000N= 500 N

L = 710 m B = 50 mm H = 50 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)



58



P = 8500 N f P=8500N = 6,52 mm

P = 8000 N f P=8000N = 6,95mm

p = (6500 N – 6000 N)= 500 N

L = 710 mm B =49 mm H = 50 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)



59



P = 8000 N f P=8000N = 6,7 mm

P = 7500 N f P= 7500N = 6,29 mm

p = (8000 N – 7500 N) = 500 N

L = 710 mm B = 49 mm H = 50 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)



60

Tabel 4.8 Modulus Elastisitas Rata-Rata dengan Kadar Boraks 20%

Sampel B

(mm)

H

(mm)

Modulus Elastisitas

(MPa)

1 20% 49 50 17565,896

2 20% 50 50 16986,758

3 20% 50 50 17815,381


SD 503,148


Sehingga, modulus elastisitas lentur kayu dengan kadar boraks 20% adalah

16393,562 MPa.

d. Diawetkan Dengan Kadar Boraks 30 %


Beban

(N)

Penurunan (mm)


0 0 0 0

500 0.27 0.29 0.26

1000 0.62 0.64 0.61

1500 0.96 0.99 0.96

2000 1.31 1.34 1.31

2500 1.66 1.69 1.67

3000 2.01 2.04 2.02

3500 2.36 2.39 2.37

4000 2.72 2.74 2.73

4500 3.06 3.08 3.08


61

5000 3.41 3.43 3.44

5500 3.76 3.78 3.79

6000 4.12 4.13 4.14

6500 4.47 4.48 4.49

7000 4.81 4.83 4.82

7500 5.15 5.16 5.17

8000 5.5 5.51 5.52

8500 5.85 5.87 5.88

9000 6.2 6.22 6.23

9500 6.56 6.57 6.87

10000 6.91 7.48 7.12

10500 7.43 8.11 7.69

11000 8.33 9.37 8.21

11500 9.67 10.67 9.44

12000 10.23 11.42 10.51






62



P = 9500 N f P=9500N = 6,20 mm

P = 9000 N f P=9000N = 6.56 mm

p = 9500N – 9000N= 500 N

L = 710 m B = 50 mm H = 50 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)



63


Modulus Elastistas Lentur Kayu ( Sampel 230%

P = 8500 N f P=8500N = 5,87 mm

P = 9000 N f P=9000N = 6,22mm

p = (8500 N – 9000 N) = 500 N

L = 710 mm B =49 mm H = 50 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)



64


Modulus Elastistas Lentur Kayu ( Sampel 330%

P = 8000 N f P=8000N = 5,52 mm

P = 8500 N f P= 8500N = 5,88 mm

p = (8000 N – 8500 N) = 500 N

L = 710 mm B = 49 mm H = 50 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Be

ban

(N

)

Lendutan (mm)



65

Tabel 4.10 Modulus Elastisitas Rata-Rata Kayu dengan Kadar Boraks 30%

Sampel B

(mm)

H

(mm)

Modulus Elastisitas

(MPa)

130% 49 50 19883,944

2 30% 50 50 20869,446

3 30% 50 50 20289,73


SD 495,302


Sehingga, modulus elastisitas lentur kayu dengan kadar boraks 30% adalah

19193,652 MPa.

4.1.4 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu

Hasil pemeriksaan kuat tekan sejajar arah serat kayu dengan 5 (lima) buah

sampel berukuran 5 cm x 5 cm x 20 cm adalah sebagai berikut:

a. Tanpa Pengawetan

Tabel 4.11 Kuat Tekan Sejajar Serat Rata-Rata (Tanpa Pengawetan)

Kode Jenis

Kayu

Ukuran Beban Kuat

Tekan

b

(mm)

h

(mm)

Maksimum

(N) (Mpa)

M01 Mahoni 49 50 46000 18,77551

M02 Mahoni 50 49 50000 20,40816

M03 Mahoni 50 49 56000 22,85714

M04 Mahoni 50 50 62000 24,8

M05 Mahoni 49 49 68000 28,32153

Rata-Rata 23,03247

SD 3,746257

Kuat Tekan Sejajar Serat 14,30369


66

Perhitungan kuat tekan sejajar serat kayu sebagai berikut :

Kuat tekan sejajar serat sampel M01, sebagai berikut;

Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√

Kuat tekan sejajar serat rata-rata :

Maka, kuat tekan sejajar serat rata-rata adalah .

b. Diawetkan dengan Kadar Boraks 10%

Tabel 4.12 Kuat Tekan Sejajar Serat Rata-Rata (Kadar Boraks 10%)

Kode Jenis

Kayu

Ukuran Beban Kuat

Tekan

b

(mm)

h

(mm)

Maksimum

(N) (Mpa)

M11 Mahoni 50 50 68000 27,2

M12 Mahoni 50 49 54000 22,04082

M13 Mahoni 48 49 56000 23,80952

M14 Mahoni 50 50 70000 28

M15 Mahoni 50 49 80000 32,65306


67

Rata-Rata 26,74068

SD 4,105895




Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√



c. Diawetkan dengan Kadar Boraks 20%

Tabel 4.13 Kuat Tekan Sejajar Serat Rata-Rata(Kadar Boraks 20%)

Kode Jenis

Kayu

Ukuran Beban Kuat

Tekan

b

(mm)

h

(mm)

Maksimum

(N) (Mpa)

M21 Mahoni 49 49 58000 24,156601

M22 Mahoni 49 48 66000 28,061224


68

M23 Mahoni 49 49 68000 28,321533

M24 Mahoni 50 50 64000 25,6

M25 Mahoni 49 49 82000 34,152436

Rata-Rata 28,058359

SD 3,8234242




Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√




69

d. Diawetkan dengan Kadar Boraks 30%

Tabel 4.14 Kuat Tekan Sejajar Serat Rata-Rata(Kadar Boraks 30%)

Kode Jenis

Kayu

Ukuran Beban Kuat

Tekan

b

(mm)

h

(mm)

Maksimum

(N) (Mpa)

M31 Mahoni 50 50 62000 24,8

M32 Mahoni 50 49 74000 30,204082

M33 Mahoni 49 50 78000 31,836735

M34 Mahoni 50 50 78000 31,2

M35 Mahoni 50 50 76000 30,4

Rata-Rata 29,688163

SD 2,8093163




Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√



70


Tabel 4.15. Rangkuman Pengujian

Jenis Penelitian Hasil Penelitian

Kadar Air

Berat Jenis

Elastisitas Lentur 11036,562 MPa

Elastisitas Lentur Kadar Boraks 10% 13485,598 MPa

Elastisitas Lentur Kadar Boraks 20% 16393,562 MPa

Elastisitas Lentur Kadar Boraks 30 % 19193,652 MPa

Kuat Tekan Sejajar Serat 14,30369 MPa

Kuat Tekan Sejajar Serat Kadar Boraks 10% 17,17394 MPa

Kuat Tekan Sejajar Serat Kadar Boraks 20% 19,149781 Mpa

Kuat Tekan Sejajar Serat Kadar Boraks 30% 23,142456 MPa

4.2 Analisis Perhitungan Tekuk Kolom Kayu

a. Kayu Tanpa Pengawetan

b = 5 cm ; h = 5 cm

Luas (A) = 5 x 5 = 25 cm²

Panjang = L = Lk = 200 cm

Inersia Kayu :

√

√

Kelangsingan Kolom :


71

Tegangan :

Pkritis (Pcr) Kolom :

Pelastis Kolom :

σ = 145,858 kg/cm2

Nilai w adalah nilai faktor tekuk berdasarkan angka kelangsingan, yang di

dapat dengan cara interpolasi. Dimana w = 6,352 untuk λ =

Pultimate Kolom :

σ = 401,102 kg/cm2


72

b. Kayu dengan Pengawetan Boraks 10%

b = 5 cm ; h = 5 cm

Luas (A) = 5 x 5 = 25 cm²


Inersia Kayu :

√

√


Tegangan :


Pelastis Kolom :

σ = 175,126 kg/cm2




73

Pultimate Kolom :

σ = 481,6 kg/cm2

c. Kayu dengan Pengawetan Boraks 20%

b = 5 cm ; h = 5 cm

Luas (A) = 5 x 5 = 25 cm²


Inersia Kayu :

√

√


Tegangan :


74


Pelastis Kolom :

σ = 195,277 kg/cm2



Pultimate Kolom :

σ = 537,012 kg/cm2

d. Kayu dengan Pengawetan Boraks 30%

b = 5 cm ; h = 5 cm

Luas (A) = 5 x 5 = 25 cm²



75

Inersia Kayu :

√

√


Tegangan :


Pelastis Kolom :

σ = 235,983 kg/cm2



Pultimate Kolom :

σ = 648,955 kg/cm2


76

4.3 Hasil Pengujian Kuat Tekuk di Laboratorium

a. Kayu Tanpa Pengawetan

Tabel 4.16 Hasil Pengujian Kuat Tekuk Tanpa Pengawetan

Beban (kg) Lendutan δ (cm)

BU1 BU2 BU3

0 0 0 0

250 0,35 0,42 0,39

500 0,67 0,81 0,80

750 0,92 1,15 1,96

1000 1,31 1,5 3,53

1250 2,35 2,87 5,21

1500 3,57 3,96 6,78

1750 4,78 5,12 7,82

2000 6,02 7,25 8,84

2250 8,41 9,32

2500 10,21


77

Gambar 4.13 Grafik Beban-Lendutan Tekuk Kayu Tanpa Pengawetan

Kondisi Ultimate (Pultimate)

Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√

Maka, Pultimate rata-rata sampel adalah .

σ

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 2 4 6 8 10 12

BU1

BU2

BU3


78

Kondisi Kritis (Pcritic)

Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√

Maka, Pcritic rata-rata sampel adalah .

Kondisi Elastis (Pelastis)

Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√

Maka, Pelastis rata-rata sampel adalah .


79

b. Kayu dengan Pengawetan Boraks 10%

Tabel 4.17 Hasil Pengujian Kuat Tekuk dengan Pengawetan Boraks 10%


BU1 BU2 BU3

0 0 0 0

250 0,42 0,38 0,48

500 0,76 0,65 0,92

750 1,12 1,01 1,35

1000 1,53 1,63 1,87

1250 1,98 3,12 3,58

1500 3,21 4,92 5,16

1750 4,75 6,43 6,83

2000 6,21 8,41 8,35

2250 8,65 9,46 9,21

2500 10,03

Gambar 4.14 Grafik Beban-Lendutan Tekuk Kayu dengan Boraks 10%

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 2 4 6 8 10 12

BU1

BU2

BU3


80


Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√


σ


Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√



Rata-rata sampel :


81

Standar Deviasi :

√


c. Kayu dengan Pengawetan Boraks 20%



BU1 BU2 BU3

0 0 0 0

250 0,39 0,49 0,32

500 0,83 0,85 0,51

750 1,21 1,35 0,73

1000 1,68 1,84 0,94

1250 2,04 2,76 1,35

1500 3,43 3,92 2,57

1750 4,57 4,82 3,61

2000 5,61 5,89 4,78

2250 7,54 7,64 6,31

2500 8,76 8,51 8,34

2750 9,16


82



Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√


σ

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 2 4 6 8 10

BU1

BU2

BU3


83


Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√



Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√



84

d. Kayu dengan Pengawetan Boraks 30%



BU1 BU2 BU3

0 0 0 0

250 0,44 0,32 0,37

500 0,78 0,56 0,68

750 1,13 0,85 0,92

1000 1,52 1,13 1,34

1250 1,79 1,39 1,65

1500 2,17 1,72 2,96

1750 3,21 2,15 3,87

2000 4,33 3,10 4,98

2250 5,29 4,29 6,25

2500 6,09 5,19 7,76

2750 7,68 6,02 8,53

3000 8,61 7,08

3250 8,52

3500 9,42


85



Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√



Rata-rata sampel :

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 2 4 6 8 10

BU1

BU2

BU3


86

Standar Deviasi :

√



Rata-rata sampel :

Standar Deviasi :

√


4.4 Pembahasan Hasil Eksperimen Kuat Tekuk Kolom Kayu

Dari pengujian yang dilakukan di laboratorium, didapatkan bahwa pada kolom

kayu 1 sebelum diawetkan, kolom kayu mengalami patah pada pembebanan

sebesar 2500 kg (Pultimate). Lendutan yang dihasilkan oleh kolom kayu pada beban

maksimum 2500 kg tepat saat kayu mengalami keruntuhan adalah 10,21 cm

dengan nilai Pkritis yaitu 2000 kg dan Pelastis sebesar 1000 kg. Pada benda uji 2

kolom kayu mengalami patah pada pembebanan sebesar 2250 kg (Pultimate).

Lendutan yang dihasilkan oleh kolom kayu pada beban maksmum 2250 kg tepat


87

saat kayu mengalami keruntuhan adalah 9,32 cm dengan nilai Pkritis yaitu 1750 kg

dan Pelastis sebesar 1000 kg dan pada benda uji 3 kolom kayu mengalami patah

pada pembebanan sebesar 2000 kg (Pultimate). Lendutan yang dihasilkan oleh

kolom kayu pada beban maksmum 2000 kg tepat saat kayu mengalami

keruntuhan adalah 8,84 cm dengan nilai Pkritis yaitu 1500 kg dan Pelastis sebesar

500 kg.

Pada benda uji 1 kolom kayu yang sudah diawetkan dengan kadar boraks 10%

,kolom kayu mengalami patah pada pembebanan sebesar 2500 kg(Pultimate).

Lendutan yang dihasilkan oleh kolom kayu pada beban maksimum 2500 kg tepat

saat kayu mengalami patah adalah 10,03 cm dengan nilai Pkritis yaitu 2000 kg

dan Pelastis sebesar 1250 kg. Pada benda uji 2 kolom kayu mengalami patah pada

pembebanan sebesar 2250 kg. (Pultimate). Lendutan yang dihasilkan oleh kolom

kayu pada beban maksimum 2250 kg tepat saat kayu mengalami patah adalah

9,46 cm dengan nilai Pkritis yaitu 2000 kg dan Pelastis sebesar 1000 kg dan pada

benda uji 3 kolom kayu mengalami patah pada pembebanan sebesar 2250 kg

(Pultimate). Lendutan yang dihasilkan oleh kolom kayu pada beban maksimum

2250 kg tepat saat kayu mengalami patah adalah 9,21 cm dengan nilai Pkritis yaitu

2000 kg dan Pelastis sebesar 1000 kg.


,kolom kayu mengalami patah pada pembebanan sebesar 2500 kg (Pultimate).


saat kayu mengalami patah adalah 8,76 cm dengan nilai Pkritis yaitu 2000 kg dan

Pelastis sebesar 1250 kg. Pada benda uji 2 kolom kayu mengalami patah pada

pembebanan sebesar 2500 kg (Pultimate). Lendutan yang dihasilkan oleh kolom


88

kayu pada beban maksimum 2500 kg tepat saat kayu mengalami patah adalah

8,51 cm dengan nilai Pkritis yaitu 2000 kg dan Pelastis sebesar 1000 kg dan pada

benda uji 3 kolom kayu mengalami patah pada pembebanan sebesar 2750 kg

(Pultimate). Lendutan yang dihasilkan oleh kolom kayu pada beban maksimum

2750 kg tepat saat kayu mengalami patah adalah 9,16 cm dengan nilai Pkritis yaitu

2250 kg dan Pelastis sebesar 1250 kg.


,kolom kayu mengalami patah pada pembebanan sebesar 3000 kg (Pultimate).


saat kayu mengalami patah adalah 8,61 cm dengan nilai Pkritis yaitu 2500 kg dan

Pelastis sebesar 1500 kg. Pada benda uji 2 kolom kayu mengalami patah pada

pembebanan sebesar 500 kg (Pultimate). Lendutan yang dihasilkan oleh kolom kayu

pada beban maksimum 3500 kg tepat saat kayu mengalami patah adalah 9,42 cm

dengan nilai Pkritis yaitu 3000 kg dan Pelastis sebesar 1750 kg dan pada benda uji 3

kolom kayu mengalami patah pada pembebanan sebesar 2750 kg (Pultimate).

Lendutan yang dihasilkan oleh kolom kayu pada beban maksimum 2750 kg

tepat saat kayu mengalami patah adalah 8,53 cm dengan nilai Pkritis yaitu 2250 kg

dan Pelastis sebesar 1250 kg


89

Adapun hasil pengujian dari laboratorium dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 4.20 Hasil Pengujian Kuat Tekuk Kolom Kayu

Benda Uji Pelastis Pkritis Pultimate

kg kg kg

Tanpa Pengawetan

BU1 1000 2000 2500

BU2 1000 1750 2250

BU3 500 1500 2000

Rata-Rata 833,3333 1750 2250

SD 288,6751 250 250

P sampel 544,6582 1500 2000

Pengawetan 10%

BU1 1250 2000 2500

BU2 1000 2000 2250

BU3 1000 2000 2250

Rata-Rata 1083,333 1916,667 2333,333

SD 144,3376 144,3376 144,3376

P sampel 938,9958 1772,329 2188,996

Pengawetan 20%

BU1 1250 2000 2500

BU2 1000 2000 2500

BU3 1250 2250 2750

Rata-Rata 1166,667 2083,333 2583,333

SD 144,3376 144,3376 144,3376

P sampel 1022,329 1938,996 2438,996

Pengawetan 30%

BU1 1500 2500 3000

BU2 1750 3000 3500

BU3 1250 2250 2750

Rata-Rata 1500 2583,333 3083,333


90

SD 250 381,8813 381,8813

P sampel 1250 2201,452 2701,452

4.5 Perbandingan Hasil Pengujian Laboratorium dengan Analisis

Perbandingan hasil pengujian di laboratorium dengan hasil analisis dapat dilihat

pada tabel berikut :

Tabel 4.21 Perbandingan Hasil Eksperimen dengan Analisis

Perbandingan Pelastis σelastis Pkritis σkritis Pultimate σultimate

kg kg/cm² kg kg/cm² kg kg/cm²

Tanpa Pengawetan

Analitis 574,062 145,858 1418,314 56,730 1578,674 401,102

Eksperimen 544,658 21,786 1500,000 60,000 2000,000 80,000

Pengawetan 10%

Analitis 689,255 175,126 1731,284 69,251 1895,452 481,600

Eksperimen 938,996 37,560 1772,329 70,893 2188,996 87,560

Pengawetan 20%

Analitis 768,562 195,277 2104,609 84,184 2113,554 537,012

Eksperimen 1022,329 40,893 1938,996 77,560 2438,996 97,560

Pengawetan 30%

Analitis 928,774 235,983 2466,585 98,664 2554,136 648,955

Eksperimen 1250,000 50,000 2201,452 88,058 2701,452 108,058


91

Gambar 4.17 Grafik Perbandingan σelastis pada Kayu dengan & Tanpa

Pengawetan Boraks

Gambar 4.18 Grafik Perbandingan σkritis pada Kayu dengan & Tanpa

Pengawetan Boraks

21.786

37.560 40.893

50.000

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

Tanpa 10% 20% 30%

σ.elastis

σ.elastis

60.000

70.893 77.560

88.058

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

Tanpa 10% 20% 30%

σ.kritis

σ.kritis


92

Gambar 4.19 Grafik Perbandingan σultimate pada Kayu dengan & Tanpa

Pengawetan Boraks

4.6 Diskusi

Dari hasil eksperimen di laboratorium dan hasil perhitungan secara analitis,

terdapat perbedaan nilai P yang didapat. Hal ini dapat disebabkan karena ketika

pelaksanaan pengujian di laboratorium, beban tidak benar-benar diterima tepat

lurus pada sumbu kolom, kemudian sangat sulit untuk memastikan letak titik berat

penampang yang benar-benar akurat. Masalah ini menyebabkan timbulnya

momen eksentrisitas yang mengakibatkan deformasi. Dengan terjadinya

deformasi awal maka hasil pengujian berbeda dengan analitis.

Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh pengaruh pengawetan asam boraks

terhadap kuat tekuk pada kolom kayu yaitu nilai Pelastis , Pkritis, dan Pultimate kolom

mengalami peningkatan dibandingan dengan kolom yang tidak diawetkan.

80.000 87.560

97.560

108.058

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

Tanpa 10% 20% 30%

σ.ultimate

σ.ultimate


93

Peningkatan kuat tekuk tertinggi terjadi pada kolom dengan pengawetan boraks

sebesar 30%.

Pengawetan dengan boraks tidak hanya memberi keawetan pada kayu , tetapi

juga meningkatkan kuat tekuk pada kayu sebagai kolom struktural. Pengawetan

dengan boraks dengan metode rendaman dingin juga dapat mengawetkan kayu

dengan jumlah yang cukup banyak karena larutan boraks dapat digunakan berkali-

kali untuk perendaman kayu. Dibandingkan dengan pengawet kayu yang beredar

di pasaran, bahan pengawet dicairkan dengan air dengan konsentrasi tertentu,

namun hanya dioleskan/disemprot pada batang kayu. Pengawet kayu hanya

berada pada permukaan saja,tidak meresap sampai ke bagian dalam kayu seperti

yang dilakukan pada penelitian ini.


94

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Pengawetan dengan metode rendaman dingin menggunakan bahan

pengawet boraks sebanyak 10 % yang dilakukan pada kolom kayu

mempengaruhi beban maksimum yang dialami kolom kayu. Beban

ultimate kolom kayu mengalami peningkatan setelah kolom kayu

diawetkan.Beban ultimate kolom kayu rata-rata meningkat sebesar 9,449

%


pengawet boraks sebanyak 20% yang dilakukan pada kolom kayu



diawetkan. Beban ultimate kolom kayu rata-rata meningkat sebesar 21,950

%


pengawet boraks sebanyak 30% yang dilakukan pada kolom kayu



diawetkan. Beban ultimate kolom kayu rata-rata meningkat sebesar 35,073

%


95

5.2. Saran

1. Perlunya alat-alat laboratorium yang memadai dan terbaru untuk

mendapatkan hasil pengujian yang lebih akurat.

2. Pada saat melakukan pengujian di laboratorium bahan uji harus bebas dari

getaran atau berbagai gangguan luar karena memiliki dampak terhadap

pembacaan dial.

3. Pada saat melakukan pengujian , pemberian beban harus sentris atau tepat

pada sumbu kolom agar hasil yang didapatkan lebih akurat.

4. Perlunya diadakan penelitian kembali pada kolom kayu dengan perletakan

yang berbeda dari penelitian penulis, seperti perletakan sendi-jepit, jepit -

jepit, dan lain lain, untuk mendapatkan hasil yang memiliki nilai akurasi yang

tinggi dan variatif.

5. Perlunya diadakan penelitian kembali pada pengawetan kolom kayu dengan

metode yang berbeda dari penelitian penulis , seperti metode rendaman panas,

rendaman panas dingin dan vakum.


96


xv

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2002. Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKINI-

5). Jakarta : Badan Standar Nasional

Awaluddin, Ali. 2005. Dasar-Dasar Perencanaan Sambungan Kayu .

Yogyakarta: Biro Penerbit Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada

Awaluddin, Ali dkk. 2005. Konstruksi Kayu. Yogyakarta: Biro Penerbit

Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada

Darmono, Sri Atun. Suryadi Prasetyo. 2013. Pemanfaatan Campuran Boraks

dan Asam Borat sebagai Bahan Pengawetan Kayu terhadap Serangan

Rayap. Inotek, Volume 17, Nomor 1, Februari 2013.

Duljapar, Khaerudin. 2001. Pengawetan Kayu. Penerbit Penebar Swadaya

Elsppat,Tim. Pengawetan Kayu dan Bambu. Puspa Swara

Elia Hunggurami, Ruslan Ramang, Yuliana Djenmakani. 2014. Pengaruh

Tindakan Pengawetan Terhadap Sifat Mekanis Kayu Kelapa. Jurnal

Teknik Sipil Vol. III, No. 2, September 2014.

HSPM Kimpraswil. 2002. Metode,Spesifikasi dan Tata Cara. Departemen

Permukiman dan Prasarana Wilayah Badan Penelitian dan

Pengembangan

Putri Nurul Hardhanti, Sanci Barus. 2014. Analisa dan Eksperimental Perilaku

Tekuk Kolom Tunggal Kayu Panggoh. Repository USU

Soraya Muthma Innah Nasution, Besman Surbakti. 2017. Analisis dan

Eksperimen Pengujian Balok Kayu yang Diawetkan Terhadap Kuat

Lentur Balok Kayu. Repository USU

Sumarni,Sri.2007. Struktur Kayu . LPP UNS Press

Yap, K.H. Felix. 1964. Konstruksi Kayu. Penerbit Binacipta


xvi

LAMPIRAN

Gambar 1 Sampel Pengujian Kadar Air

Gambar 2 Sampel Pengujian Berat Jenis


xvii

Gambar 3 Sampel Pengujian Kuat Lentur

Gambar 4 Pelaksanaan Pengujian Elastisitas Kayu


xviii

Gambar 5 Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu

Gambar 6 Kolom Kayu yang Akan Diawetkan


xix

Gambar 7 Bahan Pengawet Boraks

Gambar 8 Timbangan


xx

Gambar 9 Bak Perendam

Gambar 10 Kolom kayu yang Diawetkan dengan larutan Boraks


xxi

Gambar 11 Kolom kayu setelah diawetkan

Gambar 12 Manometer dan Pompa Hidrolik (Hydraulic Jack)


xxii

Gambar 13 Alat Uji Tekuk Modifikasi

Gambar 14 Pengujian Kuat Tekuk Kolom Kayu


xxiii

Gambar 15 Tekuk yang Terjadi pada Kolom Kayu

Gambar 16 Tekuk yang Terjadi pada Kolom Kayu


xxiv

Gambar 17 Kolom Kayu yang mengalami keruntuhan akibat tekuk

Gambar 18 Keruntuhan pada Kolom Kayu


ANALISIS DAN EKSPERIMENTAL PENGARUH PENGAWETAN …

Documents

Transcript of ANALISIS DAN EKSPERIMENTAL PENGARUH PENGAWETAN …