Sabtu, 18 Juni 2011

MODUL STATIKA

MODUL

STATITIKA

UNP warna

Oleh:

NOFRIADI
2008 / 02680
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2011
KATA PENGANTAR


Modul dengan judul “ Menghitung Reaksi Gaya Pada Statika Bangunan ” merupakan bahan ajar yang digunakan sebagai panduan praktikum peserta diklat (siswa) Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) untuk membentuk salah satu bagian dari kompetensi Menghitung Statika Bangunan.

Modul ini mengetengahkan metode-metode perhitungan mekanika statis tertentu untuk menghitung momen gaya. Modul ini terkait dengan modul lain yang membahas tentang : Menghitung Reaksi Gaya pada Konstruksi Statika, Menghitung Momen Statis dan Momen Inersia, Menghitung Tegangan Momen Statis Tertentu, Menentukan Gaya Luar dan Dalam Konstruksi Statis Tertentu.Dengan modul ini, peserta diklat dapat melaksanakan praktek tanpa harus banyak dibantuk oleh instruktur.


                                                                                                             Nofriadi  
                                                                                                             Nim. 02680









DISKRIPSI JUDUL


Modul ini terdiri dari 4 (empat) kegiatan belajar yang mencakup : Kegiatan Belajar 1 Pengetahuan Dasar Mekanika , Kegiatan Belajar 2 Konstruksi Balok dengan Beban Terpusat dan Merata,  Kegiatan Belajar 3 : Konstruksi Balok Terjepit Satu Tumpuan dan Konstruksi Balok Kantilever


Kegiatan Belajar 1 membahas tentang : membahas tentang besaran dan satuan yang ad dalam mekanika dan membahas tentang momen, gaya, dan resultan gaya metode perhitungan dan penggambaran bidang M dan bidang D konstruksi balok yang menerima beban terpusat dan merata. Kegiatan Belajar 2 membahas tentang : metode perhitungan dan penggambaran bidang M dan bidang D konstruksi balok yang menerima beban terpusat dan merata. Kegiatan Belajar 3 perhitungan dan penggambaran bidan M, D, dan N konstruksi balok terjepit satu tumpuan dan konstruksi balok overstek.



PERISTILAHAN / GLOSSARY

1.      Av adalah reaksi vertikal pada titik tumpu A.
2.      Bv adalah reaksi vertikal pada titik tumpu B.
3.      Cv adalah reaksi vertikal pada titik tumpu C.
4.      Ph adalah gaya harisontal dari gaya P yang miring.
5.      Pv adalah gaya vertikal dari gaya P yang miring.
6.      AH adalah reaksi harisontal pada titik tumpu A.
7.      SFD adalah singkatan dari shearing force diagram (gambar bidang gaya melintang).
8.      BMD adalah singkatan dari bending moment diagram (gambar bidang momen lentur).
9.      ND adalah singkatan dari normal diagram (gambar bidang normal)
10.  Gaya melintang adalah gaya yang bekerja tegak lurus dengan sumbu batang.
11.  Gaya normal adalah gaya yang bekerja sejajar dengan sumbu batang.
12.  Momen lentur adalah momen yang bekerja pada batang yang mengakibatkan batang    melengkung.













PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL


1.      Pelajarilah kegiatan belajar dalam modul ini secara berurutan karena kegiatan belajar disusun berdasarkan urutan yang perlu dilalui.
2.      Bila anda sudah mendapat nilai minimum 60 dalam latihan pada akhir kegiatan belajar anda boleh meneruskan pada kegiatan berikutnya.
3.      Usahakan kegiatan belajar dan latihan sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
4.      Bertanyalah kepada Guru/Pembimbing anda bila mengalami kesulitan dalam memahami materi belajar maupun kegiatan latihan.
5.      Anda dapat menggunakan buku lain yang sejenis bila dalam modul ini kurang jelas.
6.      Dalam mengerjakan secara grafis anda harus betul-betul menggambar dengan sekala yang tepat, baik sekala jarak maupun sekala jarak.
7.      Sekala jarak tidak harus sama dengan sekala gaya.















TUJUAN MODUL
MENGHITUNG REAKSI GAYA PADA
KONSTRUKSI STATIKA

Setelah selesai mempelajari dan latihan soal dalam modul ini diharapkan siswa SMK memiliki pemahaman tentang reaksi-reaksi yang timbul pada konstruksi balok statis tertentu yang dibebani oleh berbagai macam pembebanan. Reaksi yang dimaksud disini adalah gayaa normal, gaya melintang , dan momen lengkung.



















BESARAN DAN SATUAN

A.    BESARAN
1.      Pengertian Besaran
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur atau dihitung, dinyatakan dengan angka dan mempunyai satuan.
Dari pengertian ini dapat diartikan bahwa sesuatu itu dapat dikatakan sebagai besaran harus mempunyai 3 syarat yaitu
a.       dapat diukur atau dihitung
b.      dapat dinyatakan dengan angka-angka atau mempunyai nilai
c.       mempunyai satuan

Bila ada satu saja dari syarat tersebut diatas tidak dipenuhi maka sesuatu itu tidak dapat dikatakan sebagai besaran.
Besaran berdasarkan cara memperolehnya dapat dikelompokkan menjadi 2 macam yaitu :
Besaran Fisika yaitu besaran yang diperoleh dari pengukuran. Karena diperoleh dari pengukuran maka harus ada alat ukurnya. Sebagai contoh adalah massa. Massa merupakan besaran fisika karena massa dapat diukur dengan menggunakan neraca.
Besaran non Fisika yaitu besaran yang diperoleh dari penghitungan. Dalam hal ini tidak diperlukan alat ukur tetapi alat hitung sebagai misal kalkulator. Contoh besaran non fisika adalah Jumlah.

Besaran Fisika sendiri dibagi menjadi 2 :
a.       Besaran Pokok adalah besaran yang ditentukan lebih dulu berdasarkan kesepatan para ahli fisika. Besaran pokok yang paling umum ada 7 macam yaitu:
·         Panjang (m),
·         Massa (kg),
·         Waktu (s),
·         Suhu (K),
·         Kuat Arus Listrik (A),
·          Intensitas Cahaya (cd), dan
·         Jumlah Zat (mol).
Besaran pokok mempunyai ciri khusus antara lain diperoleh dari pengukuran langsung, mempunyai satu satuan (tidak satuan ganda), dan ditetapkan terlebih dahulu.

b.      Besaran Turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Besaran ini ada banyak macamnya sebagai contoh gaya (N) diturunkan dari besaran pokok massa, panjang dan waktu. Volume (meter kubik) diturunkan dari besaran pokok panjang, dan lain-lain. Besaran turunan mempunyai ciri khusus antara lain : diperoleh dari pengukuran langsung dan tidak langsung, mempunyai satuan lebih dari satu dan diturunkan dari besaran pokok.

Saat membahas bab Besaran dan Satuan maka kita tidak akan lepas dari satu kegiatan yaitu pengukuran. Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran dengan besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.

B.     SATUAN
1.      Pengertian Satuan
Satuan didefinisikan sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama.
 Sebagai contoh Gaya (F) mempunyai satuan Newton dan Berat (w) mempunyai satuan Newton. Besaran ini kelihatannya berbeda tetapi sesungguhnya besaran ini sama yaitu besaran turunan gaya. Untuk melihat berbagai rumus dalam bab besaran dan satuan silakan klik http://alljabbar.files.wordpress.com/2008/03/01-besaran-dan-satuan.pdf

Besaran berdasarkan arah dapat dibedakan menjadi 2 macam:
a.       Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah sebagai contoh besaran kecepatan, percepatan dan lain-lain.
b.      Besaran sekalar adalah besaranyang mempunyai nilai saja sebagai contoh kelajuan, perlajuan dan lain-lain.


PENGETAHUAN DASAR MEKANIKA STRUKTUR

            Mekanika struktur adalah ilmu yang mempelajari atau membahas tentang statika dan dinamika suatu struktur. Statika membahas mengenai semua benda atau struktur yang tetap ( statis ). Dinamika  membahas mengenai semua benda atau struktus yang bergerak ( dinamis ). Stuktur ialah suatu benda yang dirancang untuk mendukung atau menahan muatan atau beban dalam bentuk tertentu.
  1. 1.      System Satuan
System satuan dalam mekanika terapan umumnya menggunakan standar internasional SI
Missal nya saja :
·         Panjang ( L ) = meter,m
·         Berat  ( G ) =Newton,N
·         Gaya ( F ) = Newton,N
·         Beban merata  ( q ) = Newton / panjang
·         Momen lentur ( M ) = Newton meter
·         dst

2.      Gaya
Gaya adalah suatu kekutan yang menyebabkan bergeraknya suatu benda yang semula dalam keadaan diam atau sebaliknya suatu kekuatan yang menyebabkan diamnya suatu benda yang semula bergerak. Gaya dapat dinyatakan sebagai sebuah vektor yang memiliki titik tangkap, besaran , dan satuan . Titik tangkap merupakan posisi dimana vector yang bekerja, besaran dinyatakan dengan panjang garis yang digambarkan dengan skala tertentu, dan arah merupakan sudut yang terbentuk terhadap titik tangkapnya.


  LATIHAN 1.
  1.    Apakah yang dimaksud dengan satuan standar, satuan tambahan dan satuan turunan
  2.      Jelaskan pengertian gaya, momen dan kopel!
  3.  Dua buah gaya masing2 F1=50 N dan F2 = 30 N, bekerja pada satu garis kerja dengan arah berlawa-nan. Berapakah besarnya gaya resultan? 
  

KONTRUKSI BALOK SEDERHANA

Tumpuan
           Tumpuan adalah tempat dimana suatu konstruksi diletakkan atau tempat bekerjanya reaksi
Macam dan Sifat Tumpuan
  1. A.    Tumpuan Sendi atau Engsel
Tumpuan sendi dapat menerima gaya dari segala arah tetapi tidak mampu menahan momen. Dengan demikian tumpuan sendi mempunyai dua gaya reaksi

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjvWPvYxqacIqNZvm4bYkjedWZyIqsXHYc0WHwxkljFoZ7edSjbCCFjxsbJpq0K-uOWYSH25p6LU_e5A1B_oh3jmwhzFmjc6dCvp7XZk0j10n1AW2oh_1fGwMZK6SyU6hqC4jcUw1E-TDo/s320/jepit.bmp
  1. B.     Tumpuan Rol
Tumpuan Rol hanya dapat menerima gaya dalam arah tegak lurus rol dan tidak mampu menahan momen. Jadi tumpuan Rol hanya mempunyai satu gaya reaksi yang tegak lurus dengan Rol

  1. C.     Tumpuan Jepit
Tumpuan Jepit dapat menahan gaya dalam segala arah dan dapat menahan momen . Dengan demikian tumpuan jepit mempunyai tiga gaya reaksi


            Reaksi Tumpuan adalah Kemampuan suatu tumpuan untuk menahan gaya  atau yang bekerja diatasnya, sehingga tumpuan senantiasa stabil. Timbulnya gaya aksi tumpuan bearasal dari hukum newton ketiga yang secara umum menyatakan bahwa apabila ada suatu aksi maka akan ada reaksi yang besarnya sama dengan arah yang berlawanan, Dengan kata lain, hukum ini menyatakan bahwa apabila suatu benda memberikan  gaya pada benda lain , maka benda kedua akan selalu memberikan gaya yang sama besar dan berlawanan arah terhadap benda pertama.
Apabila suatu konstruksi dengan system tumpuan di bebani oleh gaya sehingga gaya reaksi dapat ditentukan dengan syarat kesetimbangan maka konstruksi tersebut di katakana statis. Syarat kesetimbangan ada sebagai berikut:
a.       Jumlah gaya-gaya horizontal sama dengan nol
∑H = 0, atau ∑x = 0
b.      Jumlah gaya-gaya vertikal sama dengan nol
∑V = 0, atau ∑y = 0
c.       Jumlah momen gaya sama dengan nol
∑M = 0, atau ∑MA = ∑ME = 0



Jenis – jenis Kontruksi :
1. Kontruksi Statis Tertentu
besarnya gaya reaksi dan momen dan momen dapat ditentukan dengan persamaan keseimbngan
2. Kontruksi  Statis Tak Tentu
            kontruksi yang tidak dapat diselesaikan dengan syarat keseimbangan

Gaya normal, gaya lintang, dan momen
1. Gaya Normal
            Gaya yang garis kerjanya berimpit atau sejajar dengan sumbu batang. Gaya normal positif bila gaya normal bekerja “ tarik”,dan gaya normal negatif bila gaya normal bekerja “ tekan “
2. Gaya Lintang
            Gaya yang bekerja tegak lurus dengan sumbu batang. Bidang gaya lintang diberi tanda positif, bila perputaran gaya yang bekerja searah dengan putaran jarum jam, sebaliknya bila perputaran bekerja berlawanan arah jarum jam maka diberi tanda negatif
3. Momen
            Hasil kali antara gaya dan jaraknya. Jarak disini adalah jarak tegak lurus dengan garis kerja gayanya. Bidang momen positif bila mengalami tarikan, sedangkan bidang momen negatif bila mengalami tekanan








KONTRUKSI BALOK SEDERHANA
Kontruksi balok yang ditumpu pada dua titik tumpu yang masing – masing berupa sendi dan rol. Jenis kontruksi ini adalah statis tertentu yang dapat diselesaikan dengan persamaan keseimbangan.
Contoh Soal 1 :
Penyelesaian :             
∑MB = 0        
                        RA . L – P. 3 = 0
                        RA = P . 3 / L  = 10 . 3 / 6  = 5 KN
∑MA = 0        
                        -RB. L + P.3 = 0
                        RB = P . 3 / L  = 10 . 3 / 6  =  5 KN
Gaya Geser : 
                        V A-C = RA = 5 KN
                        V C-B = RA- P = 5-10 = -5 KN
Momen lentur : MA = 0
                        MC =RA. 3 = 5. 3 = 15 KNm
                        MB = RA .6 – P . 3 = 5. 6- 10 . 3 =0

SOAL LATIHAN
1.       
2.       


    Tidak ada komentar:

    Posting Komentar