1 MEKANIKA TEKNIK 1 Tujuan : Mahasiswa dapat memahami dan mengenal gaya pada keseimbangan suatu konstruksi . SILABI : 1) Pendahuluan : a. Peranan Mekanika Teknik di bidang Teknik. b. Arti gaya di mekanika teknik. c. Komposisi Gaya, komponen, resultante dan keseimbangan 2) Pengenalan konstruksi statis tertentu. 3) Gaya-gaya luar : a. Beban sebagai gaya luar b. Istilah dan tanda-tanda c. Perletakan/tumpuan d. Bentuk struktur sederhana e. Cara menghitung reaksi perletakan f. Mencari reaksi perletakan dengan cara grafis 4) Gaya-gaya dalam : a. Pengertian gaya dalam yang terdiri dari gaya normal(tarik dan tekan), geser/lintang dan momen(momen lentur dan momen puntir) b. Cara menghitung gaya dalam c. Hubungan gaya lintang dan momen 5) Metoda penyelesaian : a. cara analitis b. cara grafis 6) Kasus : a. Balok sederhana b. Balok gerber c. Portal sederhana PUSTAKA : 1) Soewarno : Konstruksi Statis Tertentu 1 2) Soemono : Statika 1 3) A. Darkov :Structural Mechanics
43
Embed
MEKANIKA TEKNIK 1 - inggarfipiana.files.wordpress.com filegaya luar pada struktur/bangunan, maka di dalam elemen struktur (balok dan kolom) mengalami gaya dalam yaitu gaya normal,
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
MEKANIKA TEKNIK 1
Tujuan : Mahasiswa dapat memahami dan mengenal gaya pada
keseimbangan suatu konstruksi .
SILABI :
1) Pendahuluan :
a. Peranan Mekanika Teknik di bidang Teknik. b. Arti gaya di mekanika teknik. c. Komposisi Gaya, komponen, resultante dan
keseimbangan
2) Pengenalan konstruksi statis tertentu.
3) Gaya-gaya luar :
a. Beban sebagai gaya luar b. Istilah dan tanda-tanda c. Perletakan/tumpuan d. Bentuk struktur sederhana e. Cara menghitung reaksi perletakan f. Mencari reaksi perletakan dengan cara grafis
4) Gaya-gaya dalam :
a. Pengertian gaya dalam yang terdiri dari gaya normal(tarik dan tekan), geser/lintang dan
momen(momen lentur dan momen puntir)
b. Cara menghitung gaya dalam c. Hubungan gaya lintang dan momen
5) Metoda penyelesaian :
a. cara analitis b. cara grafis
6) Kasus :
a. Balok sederhana b. Balok gerber c. Portal sederhana
PUSTAKA :
1) Soewarno : Konstruksi Statis Tertentu 1
2) Soemono : Statika 1
3) A. Darkov :Structural Mechanics
2
I. PENDAHULUAN
Mata kuliah mekanika teknik yang bersifat ilmu dasar
bagi sarjana teknik, secara ringkas dapat dibagi dalam dua
kelompok utama, yaitu STATIKA dan DEFORMASI. Masing-masing
kelompok boleh dipecah-pecah lagi dalam beberapa bagian
yang beraneka judul.
Hitungan Statika menyangkut soal keseimbangan antara
beberapa gaya atau kekuatan yang bekerja pada suatu bangunan
atau konstruksi teknik sipil, dan oleh karena berbagai gaya
itu berasal dari luar bangunan atau bekerja di luar bangunan
(gaya gempa, angin, juga berat sendiri konstruksi karena
pengaruh gravitasi bumi serta reaksi di tumpuan/perletakan),
maka kita boleh memakai istilah “hitungan keseimbangan
luar”, yaitu beban seimbang dengan reaksi perletakan. Selain
itu ada istilah ”hitungan keseimbangan dalam”, dimana akibat
gaya luar pada struktur/bangunan, maka di dalam elemen
struktur (balok dan kolom) mengalami gaya dalam yaitu gaya
normal, geser dan momen, yang mana gaya-gaya dalam ini harus
seimbang dengan gaya luar dalam suatu potongan. Perlu
diketahui bahwa gaya-gaya dalam ini muncul bila struktur
tersebut dipotong.
Akibat gaya dalam yang bekerja dalam elemen struktur,
maka menimbulkan deformasi atau perubahan bentuk pada
berbagai unsur didalam bangunan, sehingga terjadilah
tegangan di dalam bahannya, untuk membatasi besarnya
deformasi itu. Agar supaya bangunan cukup “kokoh” untuk
menanggulangi deformasi akibat gaya dalam, maka tegangan
maksimum yang timbul tidaklah boleh melampaui batas, yatu
tegangan bahan yang diperbolehkan (tegangan ijin).
Sehubungan dengan itu, hitungan mengenai deformasi boleh
diartikan pula “hitungan kekokohan” (Dalam bahasa Inggris
orang menyebutnya ‘Strength of materials’).
3
II. G A Y A
II.1. Pengertian :
Gaya adalah kekuatan yang mempunyai besar (kg, ton,
Newton, dsb.), arah, garis kerja dan titik tangkap.
GAYA
ARAH
GARIS KERJA
TITIK
TANGKAP
BESAR
Untuk mempelajarinya kita lukiskan gaya itu sebagai
sepotong garis lurus yang berujung tanda panah dan kita
sebut vektor : panjangnya melukiskan besar gaya, tanda panah
menunjukkan arah kerja gaya. Jika gaya bekerja pada suatu
benda maka tempat bekerjanya gaya disebut titik tangkap.
Garis yang ditarik melalui titik tangkap gaya dan arahnya
sama dengan arah kerja gaya disebut garis kerja gaya. Perlu
diketahui bahwa titik tangkap gaya bisa dipindahkan
sepanjang garis kerja gaya.
Semua gaya yang garis kerjanya terletak pada satu
bidang datar disebut gaya koplanar. Semua gaya yang garis
kerjanya berpotongan pada satu titik disebut gaya kongruen
(bertitik tangkap tunggal). Jika garis kerja berbagai gaya
itu terletak pada satu garis lurus, gaya disebut gaya
kolinear.
II.2. MENYUSUN GAYA
Sejumlah gaya dapat dijumlahkan/digabung menjadi satu gaya
yang disebut resultan gaya. Kita dapat menghitungnya secara
analisa atau lukisan (grafis).
Secara analisa kita membuat susunan koordinat OXY, kemudian
gaya diproyeksikan pada kedua sumbu X dan Y.
4
II.2.1. GAYA KONGRUEN (bertitik tangkap tunggal)
Cara analisa :
F1
F2
a1a2
F2x
F
2y
F
1y
F1x
Y
O
R
Rx
R
y
X
F1 F1x = F1 cos a1
F1y = F1 sin a1
F2 F2x = F2 cos a2
F2y = F2 sin a2
Rx = F1x + F2x
Ry = F1y + F2y
R = (Rx2 + Ry2) a = arc tg Ry/Rx
Cara grafis :
Metoda jajaran genjang :
F1
R
F2
Untuk besar gaya dan arah gaya,tinggal diukur, tentunya
gambar harus menggunakan skala, misalnya 1 cm = 2 ton
5
Metoda poligon/segi banyak gaya :
F2
F1
R
II.2.2. GAYA-GAYA SEJAJAR ( dalam 1 bidang datar )
F1
F2
F3
F4
Y
X
X1
X2
X3
X4 Cara analisa :
Resultan, R = -F1 –F2 +F3 +F4
Letak resultan, x = R
xFxFxFxF 4.43.32.21.1
Arahnya, karena sejajar maka arah resultan juga sejajar,
untuk menentukan arahnya ke atas atau ke bawah tergantung
hasilnya, bila positip berarti ke atas, bila negatip berarti
ke bawah.
Cara grafis :
6
Untuk mencari resultan gaya secara grafis, mula-mula gambar
gaya-gaya dengan tepat sesuai skala, baik besar, arah maupun
letaknya. Selanjutnya, gambar poligon gaya disebelah gambar,
buat titik kutub O sembarang (asalkan tidak segaris dengan
garis kerja gaya2 yang akan dijumlahkan), buat garis-garis
kutub berurutan dari awal gaya sampai akhir gaya (disini ada
5 garis kutub, untuk 4 gaya yang akan dijumlahkan).
Selanjutnya tarik garis kerja gaya-gaya pada gambar
disebelah kiri, kemudian pindahkan arah garis-garis kutub ke
garis kerja gaya secara berurutan (lihat gambar) . Garis
kutub pertama mengenai garis kerja gaya F1, garis kutub
kedua dimulai dari garis kerja gaya F1 hingga menyentuh
garis kerja gaya F2, garis kutub ketiga dimulai dari garis
kerja gaya F2 hingga menyentuh garis kerja F3, dst. secara
berurutan. Bila garis kutub kurang panjang bisa diperpanjang
dengan arah sama. Untuk menentukan letak resultan R, tarik
garis kutub pertama dan garis kutub terakhir, titik
potongnya adalah letak resultan R.
7
F1
F2
F3
F4
Y
X
F1
F2
F3
R
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
F4
R
X II.2.3. GAYA-GAYA KOPLANAR
Yang kita bahas disini adalah gaya-gaya yang tidak
sejajar, tidak setitik tangkap namun dalam satu bidang
datar. Letak titik tangkap gaya-gaya ini bisa dalam satu
balok, satu kolom , portal maupun konstruksi rangka batang.