Mekbang_Lengkap.pdf
-
Upload
betyrahmadani -
Category
Documents
-
view
25 -
download
4
Transcript of Mekbang_Lengkap.pdf
-
Mekanika Bangunan i
BUKU AJAR
MEKANIKA BANGUNAN
(119D5102)
IMRIYANTI,ST., MT.
RAHMI AMIN ISHAK, ST., MT.
PRODI ARSITEKTUR JURUSAN ARSITEKTUR FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HASANUDDIN NOVEMBER 2013
-
Mekanika Bangunan ii
-
Mekanika Bangunan iii
KATA PENGANTAR
Syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atas tersusunnya Buku Ajar
Mekanika Bangunan ini. Buku Ajar ini mewakili materi perkuliahan Mekanika
Bangunan pada pertemuan I sampai dengan pertemuan VIII, yaitu secara khusus
berisi tentang gaya-gaya batang pada konstruksi bangunan.
Buku ini berisi tentang rancangan evaluasi proses belajar mengajar sistem
learning, rekonstruksi mata kuliah, kontrak perkuliahan dan materi perkuliahan. Buku
ini diharapkan menjadi salah satu pedoman perkuliahan mata kuliah Mekanika
Bangunan yang sedianya diterapkan pada mahasiswa Strata 1 (S1) semester 2
(dua)/genap, khususnya dalam lingkungan Prodi Arsitektur Jurusan Arsitektur
Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Makassar.
Semoga buku ajar ini dapat bermanfaat bagi proses belajar mengajar dalam
mata kuliah Mekanika Bangunan, dan dapat meningkatkan kualitas pembelajaran di
Prodi Arsitektur Jurusan Arsitektur Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. Kepada
semua pihak yang telah memberi kontribusi dalam penyususnan buku ini, diucapkan
terima kasih.
Makassar, November 2013
Imriyanti
-
Mekanika Bangunan iv
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL i
LEMBAR PENGESAHAN ii
KATA PENGANTAR iii
DAFTAR ISI iv
PRAKATA 1
PROFIL LULUSAN PROGRAM STUDI TEKNIK ARSITEKTUR 3
FORMAT RENCANA PEMBELAJARAN 4
KOMPETENSI LULUSAN PROGRAM STUDI ARSITEKTUR 5
GARIS BESAR RENCANA PEMBELAJARAN (GBRP) 7
FORMAT RENCANA PEMBELAJARAN (Kompetensi Profesional) 13
FORMAT RENCANA PEMBELAJARAN (Jenis Kegiatan dan Pembobotan) 16
BENTUK TUGAS 18
FORMAT RENCANA EVALUASI 20
KONTRAK PEMBELAJARAN 21
1. Manfaat Mata Kuliah 22
2. Deskripsi Mata Kuliah 22
3. Tujuan Pembelajaran 22
4. Organisasi Materi 23
5. Strategi Pembelajaran 24
6. Materi Bacaan 24
7. Tugas 25
8. Kriteria Penilaian 25
9. Norma Akademik 29
10. Jadwal Pembelajaran 30
BAHAN AJAR MATA KULIAH MEKANIKA BANGUNAN 33
MATERI PERTEMUAN MINGGU I 40
MATERI PERTEMUAN MINGGU II 43
-
Mekanika Bangunan v
MATERI PERTEMUAN MINGGU III 49
MATERI PERTEMUAN MINGGU IV 52
MATERI PERTEMUAN MINGGU V 61
MATERI PERTEMUAN MINGGU VI 63
MATERI PERTEMUAN MINGGU VII 70
A. Aplikasi Teori Perhitungan Dalam Konstruksi 70
B. Kunci jawaban soal-soal latihan 82
MATERI PERTEMUAN MINGGU VIII 111
DAFTAR PUSTAKA 112
SENARAI 112
LAMPIRAN 114
-
Mekanika Bangunan vi
PRAKATA
Dalam meningkatkan hasil belajar mahasiswa, berbagai upaya dilakukan agar
sistem pembelajaran dapat berjalan sesuai sistem yang berlaku. Sistem yang
berlaku merupakan perancangan pembelajaran yang lebih baik diantaranya sistem
pembelajaran yang efektif, evaluasi pembelajaran yang lebih objektif dan adil. Selain
sistem pembelajaran yang efektif maka strategi instruksional juga di terapkan dalam
pembelajaran mata kuliah Mekanika Bangunan yaitu unsur kognitif, afektif dan
psikomotorik. Agar pembelajaran lebih efektif, dan strategi instruksional dapat
berjalan maka diupayakan kelengkapannya berupa pengadaan modul ajar dalam
pembelajaran.
Modul ajar ini berisikan tentang gaya-gaya batang yang terjadi pada konstruksi
bangunan yaitu perhitungan Keseimbangan Titik Simpul, Richter, Cullman,
Henneberg, dimana modul ajar ini ditujukan untuk mencapai tujuan pembelajaran
dan bukan merupakan acuan utama bagi bahan ujian semester. Modul ajar ini hanya
memuat bahan perkuliahan dari minggu I sampai minggu VIII atau dengan kata lain
mulai dari perkuliahan awal sampai dengan ujian tengah semester. Dan juga jangan
pula memperlakukannya sebagai satu-satunya sumber pengetahuan tentang
Mekanika Bangunan. Gunakan modul ajar ini sebagai informasi atau bahan melatih
dan mengasah kemampuan dalam menghitung, menganalisa dan mengaplikasikan
sistem gaya batang yang ada pada bangunan. Manfaatkan modul ajar ini sebagai
bekal awal dalam mengikuti pembelajaran mata kuliah Mekanika Bangunan.
-
Mekanika Bangunan vii
Semoga modul ajar ini dapat bermanfaat bagi proses belajar mengajar dalam mata
kuliah Mekanika Bangunan dan dapat meningkatkan kualitas pembelajaran di
Jurusan Arsitektur Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. Kepada semua pihak
yang telah memberi kontribusi dalam penyusunan modul ajar ini, diucapkan terima
kasih.
-
Mekanika Bangunan viii
PROFIL LULUSAN
PROGRAM STUDI TEKNIK ARSITEKTUR
Profil Lulusan:
1. Secara umum keluaran program studi Arsitektur diharapkan menjadi tenaga-
tenaga profesional dibidang Arsitektur yang ahli dalam bidangnya masing-masing
serta dapat bersaing di tingkat lokal, nasional dan internasional.
2. Secara khusus keluaran program studi Arsitektur mampu merencana dan
merancang bangunan sesuai dengan standar penggambaran.
3. Dalam mendesain bangunan juga diharapkan mampu mendesain komponen-
komponen, jenis, prinsip-prinsip dan fungsi sistem struktur dan konstruksi
bangunan serta dapat menghitung dan menganalisis perhitungan mekanika
bangunan.
4. Lulusan Arsitektur juga dapat menjadi enterpreneur yang kreatif, dapat
mengembangkan usaha serta mampu bekerjasama dan berkoordinasi dengan tim
yang ada di lapangan.
5. Lulusan Arsitektur diharapkan dapat menjadi leader dalam hal kepemimpinan,
memiliki inisiatif untuk menyelesaikan permasalahan di lokasi.
6. Lulusan Arsitektur diharapkan mampu berkomunikasi dengan benar secara
nasional maupun internasional.
-
Mekanika Bangunan ix
FORMAT RENCANA PEMBELAJARAN
MATA KULIAH : Mekanika Bangunan
SKS : 2 (Dua) SKS
SEMESTER : Dua / Genap
Deskripsi Singkat
Mata Kuliah : Merupakan salah satu mata kuliah keahlian tingkat
dasar yang akan membahas tentang perhitungan dan
analisis gaya-gaya batang, tegangan lendutan, momen
lentur yang diaplikasikan pada konstruksi bangunan.
KOMPETENSI YANG DIHARAPKAN DICAPAI OLEH PESERTA DIDIK:
1. Memberikan kemampuan menghitung dan menganalisis gaya-gaya batang yang
diterapkan melalui metode-metode perhitungan mekanika bangunan dalam
konstruksi bangunan.
2. Memberikan kemampuan menghitung dan menganalisis tegangan dan lendutan
yang terjadi pada konstruksi bangunan.
3. Mampu menghitung dan menganalisis akibat momen lentur yang terjadi dalam
konstruksi bangunan.
4. Mampu menghitung dan menganalisis gaya lintang yang terjadi dalam konstruksi
bangunan.
5. Memberikan kemampuan untuk mengetahui serta menganalisis mekanika
bangunan secara metode cross yang diterapkan pada konstruksi bangunan.
-
Mekanika Bangunan x
-
Mekanika Bangunan iv
KOMPETENSI LULUSAN PROGRAM STUDI ARSITEKTUR
KELOMPOK KOMPETENSI
RUMUSAN KOMPETENSI
ELEMEN KOMPETENSI
a b c d e
UTAMA
U1 Mampu berolahpikir dan berolahrasa secara kreatif, imajinatif, & inovatif yang berbasis pelestarian lingkungan
U2 Mampu mengidentifikasi, menganalisis, dan menyintesis issu-issu & masalah-masalah arsitektural, serta mengeksplorasi alternatif-alternatif solusi dalam bentuk konsep-konsep yang dapat dikembangkan lebih lanjut dalam perancangan arsitektur dan pelaksanaan konstruksi
U3 Mampu menerapkan norma-norma ilmiah/sains, teknologi, & estetika arsitektural dalam konteks kehidupan sosial, ekonomi, & budaya masyarakat
U4 Menguasai ragam teori & pendekatan disain arsitektural era klasik, modern, pasca-modern, maupun mutakhir
U5 Mampu menerapkan metode & proses perancangan arsitektur, mencakup penelusuran masalah, perumusan konsep, pembuatan pra-rancangan skematik dwimatra/2D & trimatra/3D
U6 Menguasai metode dan manajemen proyek yang dapat diaplikasikan dalam pelaksanaan konstruksi bangunan
PENUNJANG
P1 Menjunjung tinggi nilai agama, moral, etika & tanggungjawab profesional
P2 Menguasai wawasan lingkungan kepulauan beriklim tropis lembab
P3 Menguasai wawasan filosofis kearifan lokal dalam perspektif global dan dalam konteks kekinian
P4 Menguasai ketrampilan teknik komunikasi grafis arsitektural menggunakan berbagai media presentasi (freehand-style dan/atau computerised-style) secara dwimatra/2D, trimatra/3D, maupun animasi audiovisual
P5 Mampu menerapkan kebijakan tata ruang serta berbagai peraturan bangunan dan lingkungan dalam konteks perencanaan kota
LAINNYA L1 Mampu bekerja mandiri maupun kelompok dalam koordinasi kemitraan secara multi-disiplin
L2 Memiliki daya saing dan kepercayaan diri dalam komunitas profesional lingkup nasional maupun internasional
-
Mekanika Bangunan v
L3 Memiliki sikap responsif & partisipatif terhadap dinamika perkembangan ilmu/sains, teknologi, dan seni yang mutakhir
ELEMEN KOMPETENSI:
a. Landasan kepribadian
b. Penguasaan ilmu dan keterampilan
c. Kemampuan berkarya
d. Sikap dan perilaku dalam berkarya menurut tingkat keahlian berdasarkan ilmu dan keterampilan yang dikuasai
e. Pemahaman kaidah berkehidupan bermasyarakat sesuai dengan pilihan keahlian dalam berkarya
-
Mekanika Bangunan vi
GARIS BESAR RENCANA PEMBELAJARAN (GBRP)
MATA KULIAH: MEKANIKA BANGUNAN
Kompetensi Utama : - Mampu berolahpikir dan berolahrasa secara kreatif, imajinatif dan inovatif yang berbasis pelestarian
lingkungan (U1).
- Mampu mengidentifikasi, manganalisis dan menyintesisi issu-issu & masalah-masalah arsitektural
serta mengeksplorasi alternative-alternatif solusi dalam bentuk konsep-konsep yang dikembangkan
lebih lanjut dalam perancangan arsitektur dan pelaksanaan konstruksi (U2).
- Menguasai ragam teori dan pendekatan disain arsitektural era klasik, modern, pasca-modern
maupun mutakhir (U4).
-
Mekanika Bangunan vii
Kompetensi Penunjang : Menjunjung tinggi nilai agama, moral, etika dan tanggungjawab professional (P1).
Kompetensi Lainnya : - Mampu bekerja mandiri maupun kelompok dalam koordinasi kemitraan secara multi-disiplin (L1).\
- Memiliki daya saing dan kepercayaan diri dalam komunitas professional lingkup nasional maupun
internasional (L2).
- Memiliki sikap responsive dan partisipatif terhadap dinamika perkembangan ilmu/sains, teknologi
dan seni yang mutakhir (L3).
Sasaran Pembelajaran :
- Mahasiswa mampu mengetahui dan menghitung gaya-gaya batang dengan metode: Cremona, richter, cullman, heneberg
yang akan diaplikasikan dalam konstruksi bangunan.
- Mahasiswa mampu mengetahui dan menghitung tegangan dan lendutan akibat momen lentur, lendutan, tegangan geser,
lendutan akibat gaya lintang yang diaplikasikan dalam konstruksi bangunan.
-
Mekanika Bangunan viii
MINGGU KE -
MATERI PEMBELAJARAN
BENTUK PEMBELAJARAN KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN
(KOMPETENSI)
KRITERIA PENILAIAN (INDIKATOR)
BOBOT NILAI (%)
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
1
Penjelasan umum matakuliah Pengenalan program, tujuan
pembelajaran & aplikasinya terhadap struktur dan konstruksi
Kepustakaan Tugas matakuliah Cara evaluasi
Ceramah interaktif Cooperatif Learning
Dapat memahami materi, metode dan penilaian matakuliah
Pemahaman matakuliah
2
Menghitung gaya-gaya batang secara titik simpul
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil menghitung gaya batang dengan metode Cremona
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
3
Menghitung gaya-gaya batang dengan metode grafis Cremona
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil menghitung gaya batang dengan metode Richter
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
-
Mekanika Bangunan ix
MINGGU KE -
MATERI PEMBELAJARAN
BENTUK PEMBELAJARAN KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN
(KOMPETENSI)
KRITERIA PENILAIAN (INDIKATOR)
BOBOT NILAI (%)
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
4
Menghitung gaya-gaya batang dengan metode: Richter
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil menghitung gaya batang dengan metode Cullman
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
5
Menghitung gaya-gaya batang dengan metode: Cullman
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil menghitung gaya batang dengan metode Henneberg
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
6
Menghitung gaya-gaya batang dengan metode : Henneberg/tukar batang
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil mengaplikasikan metode perhitungan batang pada konstruksi
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
-
Mekanika Bangunan x
MINGGU KE -
MATERI PEMBELAJARAN
BENTUK PEMBELAJARAN KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN
(KOMPETENSI)
KRITERIA PENILAIAN (INDIKATOR)
BOBOT NILAI (%)
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
7
Aplikasi teori perhitungan dalam konstruksi : Keseimbangan titik simpul Cremona Richter Cullman Henneberg/tukar batang
Kuis Asistensi Collaborative Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil mengaplikasikan metode perhitungan batang pada konstruksi
Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
7,5
8
Ujian Tengah Semester (UTS)
Ujian penyelesaian soal-soal Problem Based Learning
Mampu menjelaskan dan terampil memecahkan persoalan gaya batang
Hasil ujian (materi minggu 1 7)
10
9
Tegangan & lendutan akibat momen lentur Tegangan akibat momen lentur
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil memecahkan persoalan tegangan & lendutan akibat momen lentur
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
10
Tegangan & ledutan akibat momen lentur Lendutan dengan diagram bidang
momen sebagai beban
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil memecahkan persoalan tegangan & lendutan akibat gaya lintang
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
11 5
-
Mekanika Bangunan xi
MINGGU KE -
MATERI PEMBELAJARAN
BENTUK PEMBELAJARAN KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN
(KOMPETENSI)
KRITERIA PENILAIAN (INDIKATOR)
BOBOT NILAI (%)
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
Tegangan & ledutan akibat momen lentur Lendutan dengan putaran sudut
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil memecahkan persoalan tegangan & lendutan akibat gaya lintang
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
12
Tegangan & ledutan akibat gaya lintang Tegangan geser Lendutan akibat gaya lintang
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil mengaplikasikan metode perhitungan pada konstruksi
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
13
Metode Cross (teori distribusi momen) Koefisien distribusi Angka kekakuan
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil menghitung dengan metode Cross
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
14
Metode Cross (teori distribusi momen) Momen primer Free body
Ceramah interaktif Latihan soal-soal Cooperatif Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil mengaplikasikan metode perhitungan pada konstruksi
Pemahaman materi Proses penyelesaian
soal Ketelitian dan
ketepatan penyelesaian soal.
5
15 7,5
-
Mekanika Bangunan xii
MINGGU KE -
MATERI PEMBELAJARAN
BENTUK PEMBELAJARAN KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN
(KOMPETENSI)
KRITERIA PENILAIAN (INDIKATOR)
BOBOT NILAI (%)
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
Aplikasi teori/perhitungan distribusi momen
Kuis Asistensi Collaborative Learning Self Directed Learning
Mampu menjelaskan dan terampil mengaplikasikan metode perhitungan pada konstruksi
Proses penyelesaian soal
Ketelitian dan ketepatan penyelesaian soal.
16
Ujian Akhir Semester (UAS)
Ujian tulis Problem Based Learning
Mampu memecahkan persoalan tegangan & lendutan, serta metode Cross
Hasil ujian (materi minggu 9 15) 20
-
Mekanika Bangunan xiii
FORMAT RENCANA PEMBELAJARAN (Kompetensi Profesional)
Kemampuan Akhir Yang Diharapkan
(Kompetensi
Waktu Minggu
Entry Skill
Bahan Kajian
Bentuk Kegiatan
Pembelajaran
Kriteria
Penilaian
Bobot Nilai (%)
Standar
Kompetensi
1 2 3 4 5 6 7 8
Dapat menjelaskan gaya batang, tegangan &
lenturan serta metode pendistribusi gaya pada
bangunan
1
Memahami komponen
penyaluran gaya tegangan & lenturan,
metode pendistribusian gaya yang bekerja pada sistem struktur &
konstruksi bangunan
Sistem penyaluran gaya
yang terjadi dalam bangunan
Perkuliahan, Role Play, Case Study
Pemahaman materi, mengetahi topic materi dan
kepustakaan
Dapat mengetahui dan paham penyaluran gaya
pada bangunan
Dapat memahami dan menghitung gaya batang
pada bangunan
2 - 6
Memahami dan mengetahui
perhitungan gaya batang pada bangunan
Sistem perhitungan Titik Simpul Batang,
Cremona, Richter, Cullman,
Henneberg
Cooperatif Learning, Self
Directed Learning
Pemahaman materi, proses penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan penyelesaian
soal-soal latihan
25%
Dapat terampil
menjelaskan dan menghitung gaya
batang dengan sistem perhitungan Titik
Simpul, Cremona, Richter, Cullman,
Henneberg
-
Mekanika Bangunan xiv
Dapat mengetahui aplikasi perhitungan gaya batang
pada bangunan
7
Mengetahui aplikasi
perhitungan gaya batang pada bangunan
Aplikasi
perhitungan Titik Simpul Batang,
Cremona, Richter, Cullman,
Henneberg
Collaborative Learning, Self
Directed Learning
Proses
penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan penyelesaian
soal-soal latihan
7,5%
Dapat terampil menjelaskan aplikasi
dan menghitung gaya batang dengan sistem
perhitungan Titik Simpul, Cremona, Richter, Cullman,
Henneberg
Mid Test
8
Memahami dan
mampu menghitung gaya-gaya batang pada bangunan
Perhitungan Titik Simpul Batang,
Cremona, Richter, Cullman,
Henneberg
Problem Based Learning
Proses penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan
penyelesaian soal
10%
Dapat terampil
menyelesaikan gaya-gaya batang dengan
sistem perhitungan Titik Simpul, Cremona, Richter, Cullman,
Henneberg
Dapat memahami dan menghitung tegangan dan
lendutan akibat momen lentur, tegangan dan lendutan akibat gaya
9 - 13
Memahami dan
mengetahui sistem perhitungan
tegangan dan lendutan akibat momen lentur,
Perhitungan
tegangan dan lendutan akibat momen lentur, tegangan dan
lendutan akibat
Cooperatif Learning, Self
Directed Learning
Pemahaman materi, proses penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan
25%
Dapat terampil menjelaskan dan
menghitung tegangan dan lendutan akibat
momen lentur, tegangan
-
Mekanika Bangunan xv
lintang pada bangunan
tegangan dan lendutan akibat gaya
lintang pada bangunan
gaya lintang penyelesaian soal-soal latihan
dan lendutan akibat gaya lintang
Dapat memahami dan
mengetahui sistem pendistribusian momen
pada bangunan
14
Memahami dan
mengetahui sistem pendistribusian momen pada
bangunan
Pemahaman
pendistribusian momen dengan metode cross
Cooperatif
Learning, Self Directed Learning
Pemahaman
materi, ketelitian dan ketepatan
penyaluran momen
5%
Dapat terampil menjelaskan
pendistribusian momen
Dapat mengetahui aplikasi
perhitungan tegangan & lendutan akibat momen
lentur, tegangan & lendutan akibat gaya lintang pada
bangunan
15
Mengetahui aplikasi
perhitungan tegangan & lendutan
akibat momen lentur, tegangan &
lendutan akibat gaya lintang pada bangunan
Aplikasi perhitungan tegangan &
lendutan akibat momen lentur,
tegangan & lendutan akibat
gaya lintang serta pendistribusian
momen
Collaborative Learning, Self
Directed Learning
Proses penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan penyelesaian
soal-soal latihan
7,5%
Dapat terampil
menjelaskan aplikasi dan menghitung
tegangan dan lendutan akibat momen lentur,
tegangan dan lendutan akibat gaya lintang serta pendistribusian momen
Final Test
16
Memahami penjelasan
pendistribusian gaya dan mampu menghitung
tegangan dan lendutan akibat momen lentur,
akibat gaya lintang pada bangunan
Perhitungan tegangan dan
lendutan akibat momen lentur dan
tegangan dan lendutan akibat
gaya lintang serta pendistribusian
gaya
Problem Based Learning
Proses
penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan
penyelesaian soal
20%
Dapat terampil
menyelesaikan gaya-gaya batang dengan sistem perhitungan
tegangan & lendutan akibat momen lentur
dan tegangan & lendutan akibat gaya
lintang serta pendistribusian gaya
pada bangunan
-
Mekanika Bangunan xvi
FORMAT RENCANA PEMBELAJARAN (Jenis Kegiatan dan Pembobotan)
Minggu
Ke
Jenis Kegiatan Pembelajaran
Topik Bahasan
Bentuk Tugas
Nilai Bobot
(%)
1 2 3 4 5 1
Perkuliahan (Role Play, Case Study)
Sistem penyaluran gaya yang terjadi dalam
bangunan
Pemahaman materi, mengetahui topic materi dan kajian pustaka
2 - 6
Cooperatif Learning, Self Directed Learning
Sistem perhitungan Titik Simpul Batang, Cremona, Richter, Cullman, Henneberg
Pemahaman materi, proses
penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan penyelesaian soal-soal
latihan
25%
7
Collaborative Learning, Self Directed
Learning
Aplikasi perhitungan Titik Simpul Batang, Cremona, Richter, Cullman, Henneberg
Proses penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan penyelesaian soal-
soal latihan
7,5%
8
Ujian Tengah Semester (UTS)/Problem
Based Learning
Perhitungan Titik Simpul Batang, Cremona,
Richter, Cullman, Henneberg
Proses penyelesaian soal, ketelitian
dan ketepatan penyelesaian soal
10%
9 - 13
Cooperatif Learning, Self Directed Learning
Perhitungan tegangan dan lendutan akibat
momen lentur, tegangan dan lendutan akibat gaya lintang
Pemahaman materi, proses
penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan penyelesaian soal-soal
25%
-
Mekanika Bangunan xvii
latihan
14
Cooperatif Learning, Self Directed Learning
Pemahaman pendistribusian momen
dengan metode cross
Pemahaman materi, ketelitian dan
ketepatan penyaluran momen
5%
15
Collaborative Learning, Self Directed
Learning
Aplikasi perhitungan tegangan & lendutan akibat momen lentur, tegangan & lendutan akibat gaya lintang serta pendistribusian
momen
Proses penyelesaian soal, ketelitian dan ketepatan penyelesaian soal-
soal latihan
7,5%
16
Problem Based Learning
Perhitungan tegangan dan lendutan akibat momen lentur dan tegangan dan lendutan akibat gaya lintang serta pendistribusian
momen
Proses penyelesaian soal, ketelitian
dan ketepatan penyelesaian soal
20%
-
Mekanika Bangunan iv
BENTUK TUGAS
Mata Kuliah : Mekanika Bangunan
SKS : 2 (dua) sks
Semester : Dua/Genap
1. TUJUAN TUGAS : Mampu menjelaskan, menghitung dan mengaplikasikan
gaya batang yang terjadi pada konstruksi bangunan.
2. URAIAN TUGAS :
a. Obyek garapan :keseimbangan gaya-gaya batang dalam konstruksi
bangunan
b. Yang harus dikerjakan dan batasan-batasannya;
- perhitungan keseimbangan titik simpul
- perhitungan gaya batang dengan metode Cremona
- perhitungan gaya batang dengan metode Richter
- perhitungan gaya batang dengan metode Cullman
- perhitungan gaya batang dengan metode Henneberg
c. Metodologi/cara pengerjaan, acuan yang digunakan;
- mengerjakan perhitungan dalam bentuk soal-soal latihan
- menyampaikan gagasan dalam mengerjakan soal-soal latihan
-
Mekanika Bangunan v
- menampilkan gambar grafik dari hasil perhitungan gaya-gaya batang
dalam soal-soal latihan
d. Kriteria luaran tugas yang dihasilkan/dikerjakan
- mampu menghitung dan menganalisa keseimbangan gaya-gaya batang
yang diterapkan pada bangunan
- mampu menghitung dan menganalisa perhitungan dalam bentuk grafis
- mampu menjelaskan hasil-hasil perhitungan, menganalisa dan
mengaplikasikan dalam konstruksi bangunan.
3. KRITERIA PENILAIAN ;
a. pemahaman materi gaya-gaya batang dalam konstruksi bangunan
b. proses penyelesaian soal-soal latihan (terampil dan mampu menghitung)
c. mengaplikasikan metode perhitungan pada bangunan
ketelitian dan ketepatan dalam menyelesaikan soal-soal latihan ataupun soal-soal
evaluasi.
-
Mekanika Bangunan iv
FORMAT RENCANA EVALUASI
Nama Mata Kuliah : Mekanika Bangunan
Kode Mata Kuliah : 119D5102
Kode/Nama Dosen : IM / Imriyanti
RA / Rahmi Amin Ishak
Evaluasi Kinerja Mahasiswa
No.
Stambuk
Nama Mahasiswa
Minggu 1-7 dan 9-15 Minggu 8 & 16
Pemahaman Materi 10%
Terampil Menghitung
30%
Ketelitian & Ketepatan
10%
Aplikasi Pehitungan
20%
Evaluasi Pertengahan & Akhir Semester (UTS & UAS)
30%
-
Mekanika Bangunan iv
KONTRAK PEMBELAJARAN
Nama Mata Kuliah : Mekanika Bangunan
Kode MK : 119D5102
Pembelajar : Imriyanti, ST., MT
Semester : II (Genap)
Hari/Jam Pertemuan : Rabu, 10.10 12.10 Wita
Tempat Pertemuan : Kampus Gowa Rg. CR 111
1. MANFAAT MATA KULIAH
Mata kuliah Mekanika Bangunan merupakan matakuliah lanjutan dari
matakuliah Mekanika Teknik dan wajib di programkan pada semester 2 (dua) genap,
oleh seluruh mahasiswa Jurusan Arsitektur Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.
Mata kuliah ini membahasa tentang perhitungan gaya-gaya batang, tegangan dan
lendutan akibat momen, tegangan dan lendutan akibat gaya lintang serta teori-teori
pendistribusian momen pada struktur dan konstruksi bangunan.
Mata kuliah Mekanika Bangunan ini dimaksudkan untuk memperoleh
pemahaman yang komprehensif tentang keseimbangan gaya-gaya batang dalam
konstruksi bangunan. Di samping itu mata kuliah ini akan menjadi pengetahuan
dasar untuk menuju pemahaman mata kuliah Struktur dan Konstruksi Bangunan
2,3,4 dan Struktur Bentang Lebar serta Workshop Riset Struktur.
-
Mekanika Bangunan v
2. DESKRIPSI MATA KULIAH
Mata kuliah ini membahas tentang sistem perhitungan gaya-gaya batang
(keseimbangan titik simpul, Cremona, Richter, Cullman, Henneberg), yang terjadi
pada sistem konstruksi bangunan.
3. TUJUAN PEMBELAJARAN
- Mampu memahami penyaluran gaya-gaya batang dalam konstruksi bangunan.
- Mampu menghitung gaya-gaya batang dalam konstruksi bangunan
- Mampu menganalisa penyaluran gaya-gaya batang pada konstruksi bangunan.
Mampu menjelaskan dan terampil mengaplikasikan gaya-gaya batang pada sistem
konstruksi bangunan.
-
Mekanika Bangunan iv
4. ORGANISASI MATERI
Mekanika Bangunan
Mampu menghitung, menganalisa dan mengaplikasikan gaya-gaya batang, tegangan dan lendutan batang, pendistribusian momen yang diterapkan pada
sistem struktur dan konstruksi bangunan
Mampu memahami dan menganalisa pendistribusian momen melalui metode
cross
Mampu memahami, menghitung dan menganalisa tegangan dan lendutan batang akibat momen lentur dan akibat gaya lintang
Mampu memahami, menghitung & menganalisis gaya-gaya batang dengan metode titik simpul, Cremona, richter,
cullman dan henneberg
Menjelaskan dan menganalisa metode perhitungan mekanika bangunan dalam bentuk sistem struktur dan konstruksi bangunan
Menjelaskan dan mengaplikasikan sistem perhitungan mekanika bangunan pada struktur dan konstruksi
bangunan
-
Mekanika Bangunan iv
5. STRATEGI PEMBELAJARAN
Mata kuliah ini menggunakan metode kuliah interaktif yang dipadukan dengan
sistem pembelajaran dengan cara ceramah (Cooperatif Learning) yang diterapkan
pada pertemuan awal yakni berupa penjelasan sistem perhitungan dalam Mekanika
Bangunan. Dan dalam proses pembelajaran ini juga diterapkan strategi
pembelajaran berupa Self Directted Learning, berupa pembelajaran latihan soal-
soal. Pada pertemuan ke 7 (tujuh), pembelajaran yang diterapkan berupa
Collaborative Learning yakni aplikasi sistem perhitungan ke dalam struktur dan
konstruksi. Sedangkan pertemuan ke 8 dan 16, pembelajaran yang diterapkan
berupa Problem Based Learning yaitu penyelesaian soal-soal dalam bentuk
evaluasi.
6. MATERI BACAAN
1. Kwantes, J & Diraatmaja, E, Mekanika Bangunan, Erlangga, Jakarta.
2. Singer, L, Ferdinand, Sebayang Darwin, Kekuatan Bahan, Erlangga, Jakarta.
3. Anonim, 1983, Mekanika Teknik, Konstruksi Statis Tertentu untuk Universitas,
Semarang.
4. Anonim, Kumpulan Soal-Soal Ilmu Gaya Terpakai, Semarang.
5. Lucio Canonica, 1991, Memahami Mekanika Teknik 2, Angkasa, Bandung.
6. Husin, Rustam, 1978, Mekanika Teknik, Statis Tertentu, Univ. Syiah Kuala,
Banda Aceh.
-
Mekanika Bangunan v
7. TUGAS
a. Mahasiswa mengerjakan perhitungan berupa soal-soal latihan dengan metode
perhitungan Mekanika Bangunan (titik simpul, cremona, richter, cullman,
henneberg)
b. Mahasiswa menganalisa sistem perhitungan Mekanika Bangunan ke dalam
sistem Konstruksi Bangunan.
c. Mahasiswa mengaplikasikan metode perhitungan gaya-gaya batang dalam
Mekanika Bangunan pada sistem Konstruksi Bangunan.
8. KRITERIA PENILAIAN
Kriteria yang dinilai pada mata kuliah ini :
a. Kejelasan uraian dan memahami materi, disiplin (10%)
b. Kemampuan menghitung dan menganalisa sistem perhitungan Mekanika
Bangunan (30%)
c. Ketelitian dan ketepatan penyelesaian soal-soal latihan (10%)
d. Mampu mengaplikasikan sistem perhitungan Mekanika Bangunan pada
Konstruksi Bangunan (20%)
e. Mampu menghitung, menganalisa dan mengaplikasikan serta tepat waktu untuk
menyelesaikan soal-soal evaluasi (30%).
-
Mekanika Bangunan vi
Nilai Angka Nilai Mutu Nilai Konversi
> 86 A 4,00
81 85 A- 3,75
76 80 B+ 3,50
71 75 B 3,00
66 70 B- 2,75
61 65 C+ 2,50
51 60 C 2,00
46 50 D 1,00
-
Mekanika Bangunan vii
Etika dan Kerapihan 10%
Contoh Alat Ukur
Berikut akan dikemukakan salah satu alternative (contoh) alat ukur yang digunakan
dalam menilai tugas mingguan mahasiswa, sebagai berikut :
Prodi : Arsitektur
Mata Kuliah : Mekanika Bangunan
Tugas : Tugas Mingguan 4
Jenis Tugas : Perhitungan Dalam Bentuk Metode Richter
No. Aspek yang dinilai Skor (0-4) Bobot Nilai
1 Pemahaman Materi 10%
2 Terampil Menghitung 15%
3 Ketelitian dan Ketepatan 25%
4 Kebenaran Jawaban 40%
5 Etika dan Kerapihan 10%
Total Nilai 100%
Defenisi Operasional Tabel
1) Aspek yang dinilai:
Pemahaman materi, yaitu mengetahui dan mengerti isi materi mata kuliah
Mekanika Bangunan dalam bentuk perhitungan gaya-gaya batang dalam
konstruksi
-
Mekanika Bangunan viii
Terampil menghitung, yaitu dapat dengan cekatan menghitung sistem
penyaluran gaya dalam konstruksi bangunan.
Ketelitian dan ketepatan, yaitu dalam mengerjakan soal-soal latihan maupun
soal evaluasi dapat dengan teliti mengerjakan setiap tahapan perhitungan
sehingga menghasilkan nilai akhir yang tepat.
Kebenaran jawaban, yaitu terpenuhinya nilai akhir soal latihan ataupun soal
evaluasi secara benar sesuai dengan teori atau materi yang telah diberikan
dalam perkuliahan Mekanika Bangunan.
Etika dan kerapihan tugas, yaitu terpenuhinya perilaku mahasiswa yang tidak
melanggar aturan kejujuran, kedisiplinan dan kemandirian. Di samping itu
juga dilihat tingkat penyajian dalam pengumpulan tugas dalam bentuk rapih
sehingga mudah dimengerti oleh orang lain.
2) Skor dengan interval 0 sampai dengan 4 dengan keterangan sebagai berikut :
Skor 0,00 1,00 = sangat kurang
Skor 1,01 2,00 = kurang
Skor 2,01 2,75 = cukup
Skor 2,76 3,30 = baik
Skor 3,31 4,00 = baik sekali
3) Bobot, bervariasi pada tiap aspek sesuai dengan tingkat kesulitan dan telah
ditentukan seperti terlihat pada tabel. Keseluruhan bobot tersebut berjumlah
100%.
-
Mekanika Bangunan ix
4) Nilai adalah hasil kali antara skor satuan dengan bobot satuan. Lima dari nilai
satuan tersebut, akan dijumlah menjadi total nilai, yang akan disesuaikan kembali
dengan nilai yang ada pada keterangan atau dikonversi menjadi nilai E sampai
dengan A.
9. NORMA AKADEMIK
a. Mahasiswa harus berpakaian rapi, bersih, bersepatu dan tepat waktu.
b. Mahasiswa wajib memiliki satu buku yang sesuai dengan materi sebagai bahan
reverensi, untuk memahami dan mampu menghitung, menganalisa,
mengaplikasikan materi pembelajaran.
c. Mahasiswa mampu menghitung, menganalisa dan mengaplikasikan materi
Mekanika Bangunan ke dalam Struktur dan Konstruksi Bangunan karena
pembelajaran Mekanika Bangunan berkaitan dengan mata kuliah khusus
Struktur dan Konstruksi Bangunan 2,3,4, Struktur Bentang Lebar, Workshop
Riset Struktur.
-
Mekanika Bangunan x
10. JADWAL PEMBELAJARAN
Minggu Topik Bahasan Metode Pembelajaran
Kriteria Penilaian
1 2 3 4 I
Penjelasan umum tentang program pembelajaran dan aplikasinya, kepustakaan, pemberian tugas mata kuliah, sistem pengevalusian
Ceramah
Kesesuaian pustaka (Critical Review)
II
Pemahaman sistem perhitungan gaya-gaya batang dengan metode perhitungan titik simpul
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalampenyelesaian soal-soal
III
Pemahaman sistem perhitungan gaya-gaya batang dengan metode perhitungan grafis Cremona
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
IV
Pemahaman sistem perhitungan gaya-gaya batang dengan metode perhitungan metode Richter
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
V
Pemahaman sistem perhitungan gaya-gaya batang dengan metode perhitungan metode Cullman
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
VI
Pemahaman sistem perhitungan gaya-gaya batang dengan metode perhitungan Henneberg
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-
-
Mekanika Bangunan xi
soal
VII
Mengaplikasikan sistem perhitungan : titik simpul, cremona, richter, cullman, henneberg, pada sistem struktur dan konstruksi bangunan
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
VIII
Ujian Tengan Semester (UTS)
Problem Based Learning
Kemampuan
menjelaskan dan terampil menyelesaikan soa-soal evaluasi berupa gaya-
gaya batang
IX
Pemahaman sistem perhitungandan aplikasi gaya-gaya batang dengan metode perhitungan tegangan akibat momen lentur
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
X
Pemahaman sistem perhitungan dan aplikasi gaya-gaya batang dengan metode perhitungan lendutan dengan diagram bidang momen
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
XI
Pemahaman sistem perhitungan dan aplikasi gaya-gaya batang dengan metode perhitungan lendutan dengan putaran sudut
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
XII
Pemahaman sistem perhitungan dan aplikasi gaya-gaya batang dengan metode perhitungan tegangan dan lendutan akibat gaya lintang
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
XIII
Mengaplikasikan distribusi momen (metode cross) dalam bentuk :
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan
-
Mekanika Bangunan xii
- Koefisien distribusi - Angka Kekakuan
- Ketelitian dan ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
XIV
Mengaplikasikan distribusi momen (metode cross) dalam bentuk : - Momen Primer - Free Body
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
XV
Mengaplikasikan sistem perhitungan : tegangan dan lendutan akibat momen lentur, tegangan dan lendutan akibat gaya lintang serta pendistribusian momen
Cooperative Learning, Self Directed Learning
- Pemahaman materi - Penyelesaian soal-
soal latihan - Ketelitian dan
ketepatan dalam penyelesaian soal-soal
XVI
Ujian Akhir Semester (UTS)
Problem Based Learning
Kemampuan
menjelaskan, terampil menyelesaikan dan
mengaplikasikan soa-soal evaluasi berupa tegangan & lendutan akibat momen lentur,
tegangan dan lendutan akibat gaya lintang serta pendistribusian momen
-
Mekanika Bangunan xiii
BAHAN AJAR
MATAKULIAH MEKANIKA BANGUNAN
119D5102
Pengajar : Imriyanti, ST., MT
Rahmi Amin Ishak, ST., MT
Semester : II (Dua)/Genap
JURUSAN ARSITEKTUR
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HASANUDDIN
2013
-
Mekanika Bangunan xiv
BAHAN AJAR
Mata Kuliah: Mekanika Bangunan
Tujuan Umum
Mata kuliah ini adalah mata kuliah perhitungan yang disajikan pada semester
2 (dua) dan bertujuan untuk mendukung proses pembelajaran lanjutan pada mata
kuliah Struktur dan Konstruksi Bangunan 2,3,4, Struktur Bentang Lebar dan
Woekshop Riset Struktur. Pembahasan pada mata kuliah i8ni ditujukan terutama
pada pengembangan kemampuan menghitung, menganalisa dan mengaplikasikan
hasil perhitungan pada struktur dan konstruksi bangunan. Cakupan materi dari mata
kuliah ini adalah aplikasi perhitungan mekanika bangunan yang ditekankan pada tiga
komponen yakni gaya-gaya batang (Titik simpul, Cremona, Richter, Cullman dan
Henneberg), tegangan dan lendutan akibat momen lentur, tegangan dan lendutan
akibat gaya lintang, pendistribusian momen pada bangunan.
Setelah menyelesaikan perkuliahan pada mata kuliah Mekanika Bangunan,
mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan, menghitung, menganalisa dan
mengaplikasikan gaya-gaya batang, tegangan dan lendutan batang serta
pendistribusian momen pada bangunan. Materi bahan ajar ini disusun berdasarkan
pokok-pokok bahasan yang dituangkan ke dalam setiap materi, yakni :
-
Mekanika Bangunan xv
Materi Pertemuan Minggu I.
Pengertian Mekanika Bangunan pada konstruksi bangunan
Materi Pertemuan Minggu II- VII.
Gaya-gaya batang dengan metode Keseimbangan Titik Simpul
Gaya-gaya batang dengan metode Cremona
Gaya-gaya batang dengan metode Richter
Gaya-gaya batang dengan metode Cullman
Gaya-gaya batang dengan metode Henneberg
Aplikasi Perhitungan gaya-gaya batang dalam bentuk soal-soal latihan
Materi Pertemuan Minggu VIII.
Evaluasi perhitungan gaya-gaya batang pada struktur dan konstruksi bangunan
Materi Pertemuan Minggu IX XII
Sistem perhitungan dan aplikasi gaya-gaya batang dengan metode perhitungan
tegangan akibat momen lentur
Sistem perhitungan dan aplikasi gaya-gaya batang dengan metode perhitungan
tegangan dan lendutan akibat gaya lintang
Sistem perhitungan dan aplikasi gaya-gaya batang dengan metode perhitungan
lendutan dengan putaran sudut
Sistem perhitungan dan aplikasi gaya-gaya batang dengan metode perhitungan
tegangan dan lendutan akibat gaya lintang
-
Mekanika Bangunan xvi
Materi Pertemuan Minggu XIII - XV.
Mengaplikasikan distribusi momen (metode cross) dalam bentuk Koefisien
distribusi
Mengaplikasikan distribusi momen (metode cross) dalam bentuk Koefisien
distribusi Angka kekakuan
Mengaplikasikan distribusi momen (metode cross) dalam bentuk Momen primer
Mengaplikasikan distribusi momen (metode cross) dalam bentuk Free body
Mengaplikasikan sistem perhitungan : tegangan dan lendutan akibat momen
lentur, tegangan dan lendutan akibat gaya lintang serta pendistribusian momen
dalam bentuk soal-soal latihan
Materi Pertemuan Minggu XVI.
Evaluasi perhitungan tegangan dan lendutan, pendistribusian momen pada struktur
dan konstruksi bangunan
Untuk dapat memahami isi bahan ajar ini, perlu dipelajari secara berlanjut dan
sistematis tiap materi, sebab materi ini saling terkait. Disetiap materi disediakan
contoh-contoh kasus beserta cara menyelesaikannya sehingga para mahasiswa
dapat memahami dengan mudah.
Untuk jelasnya berikut ini akan diuraikan materi dari minggu pertama/materi
pertama sampai dengan materi minggu ke delapan/evaluasi tengah semester dari
bahan ajar mata kuliah Mekanika Bangunan.
-
Mekanika Bangunan xvii
BAHAN AJAR
MK. MEKANIKA BANGUNAN
A. PENDAHULUAN
Pokok bahasan yang akan diuraikan adalah materi keseimbangan gaya
batang, yang akan diajarkan pada tiap-tiap pertemuan yang masing-masing
terdiri atas beberapa sub materi perkuliahan disertai dengan contoh soal dan
soal-soal latihan.
Metode perkuliahan pada tiap-tiap materi dilakukan dengan memberikan
perkuliahan dalam bentuk ceramah yang diikuti dengan kegiatan pengerajaan
soal-soal latihan di dalam ruang kelas. Dengan demikian setiap peserta
diharapkan untuk menyampaikan gagasan dan kemampuan mahasiswa dalam
mengerjakan soal-soal latihan yang menyangkut keseimbangan gaya-gaya
batang pada konstruksi bangunan.
Tugas yang diberikan kepada mahasiswa berupa aplikasi dari materi yang
diberikan pada tiap perkuliahan. Tugas yang diberikan pad tiap pertemuan
berupa tugas-tugas kecil (terkait dengan materi perkuliahan) dimana sebagian
tugas dikerja di ruang kelas dan sebagian lagi berupa pekerjaan rumah bagi
mahasiswa. Fokus tugas ini adalah pemahaman akan sistem perhitungan,
penganalisaan dan aplikasi gaya-gaya batang pada konstruksi bangunan. Tugas
yang dikerjakan setelah pemberian materi dibuat di atas kertas HVS ukuran A4.
Setiap kegiatan pengerjaan soal-soal latihan di dalam ruang perkuliahan selalu
difasilitasi dan diarahkan oleh fasilitator/dosen pengasuh mata kuliah.
-
Mekanika Bangunan xviii
Pokok bahasan dalam mata kuliah Mekanika Bangunan ini berkaitan erat
dengan pengetahuan dan pemahaman mahasiswa terhadap sistem
pembebanan dan penyaluran gaya, momen yang terjadi dalam sistem struktur
dan konstruksi bangunan. Selanjutnya pokok bahasan mata kuliah Mekanika
Bangunan ini akan saling berkaitan dengan mata kuliah Struktur dan Konstruksi
Bangunan 2,3,4 dan Struktur Bentang Lebar serta Workshop Riset Struktur
pada Jurusan Arsitektur Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.
Tujuan Instruksional Khusus (TIK), sebagai penjabaran Tujuan
Instruksional Umum (TIU), yang ingin dicapai dari pokok bahasan atau tiap
materi ini adalah setelah mengikuti kuliah Mekanika Bangunan ini, mahasiswa
akan mampu memahami, menganalisa dan mengaplikasikan sistem
perhitungan gaya-gaya batang, tegangan dan lendutan, pendistribusian momen
pada struktur dan konstruksi bangunan.
B. PENYAJIAN
Materi bahan ajar yang dibahas dalam buku ini mengacu pada Kontrak
Pembelajaran, Garis Besar Rencana Pembelajaran (GBRP) mata kuliah
Mekanika Bangunan.
-
Mekanika Bangunan xix
Isi Materi Pertemuan Minggu I
Pengenalan dan pemahaman Mekanika Bangunan pada konstruksi bangunan
Isi Materi Pertemuan Minggu II - VII
Pengenalan dan pemahaman gaya-gaya batang pada struktur dan
konstruksi bangunan.
Menghitung gaya-gaya batang dengan metode keseimbangan titik simpul
Menghitung gaya-gaya batang dengan metode Cremona
Menghitung gaya-gaya batang dengan metode Richter
Menghitung gaya-gaya batang dengan metode Cullman
Menghitung gaya-gaya batang dengan metode Henneberg
Aplikasi perhitungan gaya-gaya batang dalam bentuk soal-soal latihan
Isi Materi Pertemuan Minggu VIII
Evaluasi perhitungan gaya-gaya batang pada konstruksi bangunan
-
Mekanika Bangunan xx
Materi Pertemuan Minggu I
Pendahuluan
Pada mata kuliah Mekanika Bangunan memiliki metode pembelajaran yakni,
mahasiswa diharapkan mahasiswa mampu memahami, menganalisa dan
mengaplikasikan sistem perhitungan gaya-gaya batang, tegangan dan lendutan,
pendistribusian momen pada konstruksi bangunan. Sebelum mengikuti perkuliahan
Mekanika Bangunan mahasiswa harus :
1. Mahasiswa telah melulusi mata kuliah Mekanika Taknik pada semester 1 (satu).
2. Mengikuti setiap perkuliahan mata kuliah Mekanika Bangunan untuk
mendapatkan penjelasan atau uraian tentang setiap materi.
3. Dalam setiap perkuliahan disertai dengan contoh-contoh soal yang
dikerjakan/diselesaikan secara bersama-sama atau dengan sistem diskusi
bersama.
4. Setiap perkuliahan mahasiswa sebaiknya berpakaian rapih dan datang tepat
waktu.
5. Setiap setelah perkuliahan mahasiswa mendapat bekal berupa tugas yang
dikerjakan di rumah dan dikumpul pada pertemuan berikutnya.
6. Sebelum evaluasi tengah semester dan akhir semester, mahasiswa wajib
mengikuti kuis pengerjaan soal-soal dimana nilai totalnya 7,5%.
-
Mekanika Bangunan xxi
Defenisi Mekanika Bangunan
Mekanika Bangunan adalah ilmu gaya batang yang membicarakan tentang
rangka batang serta masalah gaya yang bekerja pada konstruksi bangunan.
Perhitungan titik simpul tiap-tiap sendi rangka batang disebut dengan perhitungan
keseimbangan titik simpul.
Untuk mencari gaya batang pada rangka batang yang terjadi pada konstruksi
tidak mudah mengingat tidak ada sebuah titik sendi/simpul yang memiliki dua gaya
batang yang belum diketahui. Semua titik sendi mengikat sekurang-kurangnya 3
(tiga) batang, sehingga dapat diselesaikan dengan cara metode Richter.
Sistem perhitungan secara grafis di selesaikan dengan metode Cremona.
Untuk menyelesaikan soal dengan cara grafis dilakukan sebagai berikut :
1. Periksalah kekakuan konstruksi
2. Carilah perletakkan dengan lukisan kutub
3. Carilah gaya batang dengan sistem keseimbangan
Untuk metode Cullman adalah dengan cara rangka batang yang dipotong
oleh garis khayal I I menjadi rangka batang bagian kiri dan rangka bagian kanan,
maka gaya batang berikutnya yang bekerja pada konstruksi bangunan bagian kiri
akan mengimbangi gaya-gaya luar yang terjadi. Gaya-gaya tersebut dalam
komposisi non-konkuren-koplanar. Oleh karena itu gaya-gaya tersebut akan saling
mengimbangi bila resultan gaya dalam menutup resultan gaya luar pada lukisan segi
banyak gayanya maupun pada segi banyak batangnya. Gaya batang dapat pula
dicari dengan keseimbangan bagian dengan cara grafis.
-
Mekanika Bangunan xxii
Sedangkan metode Henneberg adalah metode dengan pergantian batang
dengan bantuan titik sumbu atau dengan symbol S dan ditambahkan dengan
pemberian nomor pada setiap simpul batang yang ditulis dengan contoh : SAB
..Snn.
-
Mekanika Bangunan xxiii
Materi Pertemuan Minggu II
Metode Keseimbangan Titik Simpul
Pada konstruksi rangka, konstruksi secara keseluruhan harus dalam keadaan
seimbang dan setiap titik simpul juga dalam keadaan seimbang. Maka tiap simpul
dalam perhitungan dipisah-pisahkan antara satu dengan yang lainnya. Dan tiap-tiap
simpul itu dalam keadaan seimbang akibat gaya luar yang bekerja pada simpul itu,
dan gaya dalam (gaya batang) yang timbul dititik itu.
Gaya luar dan gaya batang itu berpotongan dititik simpul tersebut, maka untuk
menghitung gaya-gaya yang belum diketahui maka menggunakan :
H = 0 dan V = 0
Dari ketentuan diatas ada 2 persamaan, maka pada tiap-tiap simpul yang akan dicari
gaya batangnya harus hanya 2 atau 1 batang yang belum diketahui. Maka tiap-tiap
titik simpul dapat dicari keseimbangannya, satu demi satu sehingga seluruh
konstruksi dapat diketahui gaya-gaya batangnya. Metode keseimbangan titik simpul
dapat dikerjakan secara analitis dan grafis.
Contoh :
-
Mekanika Bangunan xxiv
Carilah gaya-gaya batang dari konstruksi rangka tergambar dibawah ini.
Pertama-tama harus dicari reaksi-reaksi perletakannya (seluruh konstruksi harus
dalam keadaan seimbang)
-
Mekanika Bangunan xxv
Simpul A : A S4 S1
Kemudian dapat dicari gaya-gaya batangnya (simpul harus dalam keadaan
seimbang)
Cara Analitis
MA = 0 B = P ton (keatas) dan
MB = 0 A = P ton (keatas)
Sekarang tinjau simpul A. Misalkan gaya batang 4 ialah S4 dan arahnya menuju
simpul A sedangkan S1 meninggalkan simpul A.
-
Mekanika Bangunan xxvi
V = 0
S4 sin 300 A = 0
S4. 1
2 - P = 0
S4. 1
3 - P = 0
S4 = 2.P
Simpul D : S4 S3 S5
Tanda S4 adalah positif, berarti arah yang dimisalkan (menuju simpul) telah betul.
Tetapi batang tekan (menuju simpul) mempunyai tanda negatif.
Jadi S4 = - 2 P (ton)
H = 0
S4 cos 300 S1 = 0
2P . 1
2 . 3 S1 = 0
S1 = P 3 S1 = 0
-
Mekanika Bangunan xxvii
Tanda S! adalah positif, berarti arah yang dimisalkan telah sesuai, sehingga batang
tarik (meninggalkan simpul) mempunyai tanda positif.
S1 = P .3 ton
SIMPUL D
Arah S4 telah diketahui yaitu menuju simpul (S4 batang tekan) yang belum diketahui
batang 3 dan 5.
Arah S3 dan S5 dimisalkan seperti tergambar.
H = 0
S4. Cos 300 S3 cos 300 = 0
S4 = S3 = 3 . P
Arah S3 yang dimisalkan sudah betul karena S3 bertanda positif.
Tetapi S3 menuju simpul, jadi S3 batang tekan maka S3 = - 2 P (ton)
V = 0
S4 . sin 300 + S3 . sin 300 + S5 = 0
2P . 1
2 + 2P .
1
2 + S5 = 0
S5 = - 2 P
-
Mekanika Bangunan xxviii
Tanda S5 adalah negatif, jadi arah yang dimisalkan tidak betul. S5 tidak menuju
simpul tetapi meninggalkan simpul. Tetapi bila S5 meninggalkan simpul S5
merupakan batang tarik, jadi S5 = 2 P ton
Secara Grafis
Simpul A dalam keadaan seimbang oleh gaya A, S1 dan S4
Maka dapat dibuat segi tiga gaya a, S4, S! dari segitiga gaya tersebut dapat
diketahui besarnya S1 dan S4
Arah dari segitiga gaya itu, sesuai dengan putaran jarum atau sebaliknya.
Kemudian beralih ke simpul D
Segitiga gayanya ialah S4, S3, S5, jadi besarnya S3 dan S5 dapat diketahui. Cara
ini dilakukan untuk keseimbangan titik simpul sehingga semua batang dari rangka
tersebut diketahui gaya batangnya.
Catatan :
1. Batang tekan bertanda negative
Batang tekan itu menuju simpul (arah gayanya)
2. Batang tarik bertanda positif
-
Mekanika Bangunan xxix
Batang tarik itu meninggalkan simpul (arah gayanya)
3. Perhitungan dimulai dari 2 batang yang belum diketahui. Jadi dari simpul
A D C B atau dari simpul A C D B
4. Sebaiknya seluruh simpul dicari gaya-gaya batangnya agar dapat mengecek
apakah ada kekeliruan atau tidak.
Jadi pada contoh diatas yakni dari simpul A D dari sini mulai mendapat
besarnya gaya batang 5 (S5).
Tetapi sebaiknya meninjau simpul C.
Apakah gaya batang 5 dari keseimbangan titik C sama dengan S5 yang
diperoleh dari simpul D. (Ini harus sama, bila tidak sama maka terdapat
kesalahan dalam mengerjakan soal).
Materi Pertemuan Minggu III
Metode Cremona
-
Mekanika Bangunan xxx
Metode Cremona merupakan cara grafis dari perhitungan keseimbangan gaya-gaya
batang. Dalam ketentuan keseimbangan yang bisa dilakukan secara grafis dengan
menggambar satu polygon batang tarik untuk setiap titik simpul, dapat ditentukan
gaya batang pada suatu titik simpul sembarang, maka dapat diketahui satu gaya
batang dan dapat mencari dua gaya batang.
Dalam menggunakan Cremona sebaiknya jurusan pemassangan gaya pada batang
tarik, misalnya selalu dalam arah jarum jam dan untuk batang tarik pada titik simpul
digunakan sebagian dari batang tarik yang sebelumnya. Dengan begitu dapat
diperoleh melalui gambar batang tarik yang tertutup (yang seimbang) dan dapat
diketahui apakah hasilnya sesuai keseimbangan gaya-gaya batangnya.
Pada metode ini skala gambar sangat berpengaruh terhadap besarnya kekuatan
batang. Adapun cara penyelesaian dalam metode Cremona, yakni
a. Gambar dengan teliti dan betul suatu bagan sistem rangka batang (hati-hati
dalam menentukan skala gambarnya).
b. Kontrol apakah sudah memenuhi syarat kestabilan konstruksi rangka batang.
c. Berilah notasi atau nomor pada tiap-tiap batang.
d. Gambar gaya-gaya luar.
e. Tentukan besarnya reaksi tumpuan akibat adanya gaya luar.
f. Nyatakan dalam bagan semua gaya luar yang disebabkan oleh muatan serta
besarnya reaksi tumpuan. Kemudian akan terbayang gaya-gaya tersebut
mengelilingi rangka batang dan urutannya searah putaran jarum jam.
-
Mekanika Bangunan xxxi
g. Gambarlah vector gaya-gaya luar tersebut dengan urutan sesuai arah jarum
jam.
h. Mulailah lukisan Cremona dari dua batang yang belum diketahui besar gaya
batangnya.
i. Kemudian langkah berikutnya menuju pada titik buhul yang hanya mempunyai
dua gaya batang yang belum diketahui besarnya.
j. Apakah arah gaya batang menuju pada titik buhul yang ditinjau maka batang itu
merupakan batang tekan atau negative sedangkan bila arah gaya batang itu
meninggalkan titik buhul yang ditinjau maka batang merupakan batang tarik atau
positif.
Contoh Soal
Tentukan gaya-gaya batang dengan metode Cremona, konstruksi dibawah ini:
-
Mekanika Bangunan xxxii
-
Mekanika Bangunan xxxiii
Materi Pertemuan Minggu IV
Metode Richter
Metode Richter juga disebut metode pemotongan secara batang analitis. Metode ini
tidak memerlukan gaya batang secara berurutan seperti pada metode titik simpul.
Prinsipnya adalah di titik manapun yang ditinjau, berlaku kestabilan. Metode Richter
adalah cara pemotongan secara 2 (dua) batang ataupun 3 (tiga) batang, malah
kadang dilakukan pemotongan dengan 4 (empat) batang.
Cara Richter adalah suatu cara untuk mencari besar gaya batang dengan potongan
atau irisan analitis. Cara ini pada umumnya hanya memotong tiga batang mengingat
hanya ada tiga persamaan statika yaitu :
M = 0
Kv = 0
K = 0
Langkah-langkah penyelesaian gaya batang dengan metode Richter :
1. Cek stabilitas rangka batang dengan Rumus n = 2j 3
2. Menentukan gaya-gaya tumpuan
3. Buat potongan yang melalui elemen yang akan di cari besarnya gaya sehingga
menghasilkan.
4. Menggambarkan diagram benda bebas bentuk tiap potongan
5. Meninjau setiap free body tersebut berada dalam keseimbangan translasi
-
Mekanika Bangunan xxxiv
Cara pemotongan digunakan untuk menghitung satu atau beberapa gaya batang,
yaitu dengan memotong konstruksi rangka tersebut menjadi dua bagian, hingga
memutuskan tiga batang. Pada beberapa macam konstruksi rangka tertentu
diperlukan pemotongan yang memutuskan lebih dari 3 (tiga) batang. Ketiga batang
yang terpotong tersebut tidak boleh berpotongan melalui 1 (satu) titik.
Kedua bagian yang telah terputus itu masing-masing dapat dianggap sebagai benda
bebas dan dalam keadaan seimbang, karena bekerjanya :
a. Gaya-gaya luar yang bekerja pada bagian tersebut.
b. Ketiga gaya yang terpotong, sementara dimisalkan batang tarik. Apabila dalam
perhitungan ternyata gayanya bertanda negativf (-), berarti pemisalan itu tidak
benar dan gaya adalah gaya tekan.
Contoh Soal :
Diketahui konstruksi rangka seperti pada gambar di bawah ini . Tentukan gaya-gaya
batang dengan metode Richter.
-
Mekanika Bangunan xxxv
Potongan a a
MD = 0 S2 . = 0 S2 = 0
MD = 0 S6 . = 0 S2 = 0
Potongan b b
ME = 0 P1 . + S1 . = 0
MC = 0 S3 . + P1 . 0 = 0
S3 = 0
-
Mekanika Bangunan xxxvi
Potongan c c
MD = 0 P1 . S4 . . 2 = 0
S4 = 2
Potongan d d
-
Mekanika Bangunan xxxvii
H = 0 P1 + P2 S2 S8 = 0
1 + 2 - 2 - S8 = 0
S8 = ton
MD = 0 S9 . 2 . P1 . = 0
S9 = ton
ME = 0 S12 . 2 . P1 . = 0
S12 = ton
Potongan e e dilihat dari kiri potongan
-
Mekanika Bangunan xxxviii
Mc = 0 P2 . + S9 . + S7 . = 0
2 + + S7 = 0
S7 = - 2 ton
Potongan f f dilihat dari atas
-
Mekanika Bangunan xxxix
Mc = 0 S11 . . 2 + P2. + P1. 2 S12 . 2 . = 0
S11 . 2 + 2 + 2 1 = 0
S11 = 3/2 . 2
MH = 0 S10 . . 2 + S9.2 P2. P1 . 2 . = 0
S10 . 2 + 1 2 2 = 0
3/2 . 2 ton
Potongan g g
-
Mekanika Bangunan xl
Mc = 0 S18 .2. + P2. + P1. 2 = 0
S18 .2 + 2+ 2= 0
S18 = - 2 ton
MH = 0 S15.2. P2. P1 . 2 . = 0
2.S15 2 2 = 0
S15 = 2 ton
Potongan h h
-
Mekanika Bangunan xli
MI = 0 S12. S18. + S14. = 0
- 2 + S14 = 0
S14 = 2 ton
Potongan i i
-
Mekanika Bangunan xlii
MB = 0 S16 . . 2 + S15. 2. P3. P2 . 2. P3 = 0
S16 .2 + 4 2 4 3 = 0
S16 = 2. 2 ton
MB = 0 S17 . . 2 + P3. + P2 . 2 + P1.3 S16 = 0
S17 .2 + 2 +4+3-4 = 0
S17 = -2. 2 ton
-
Mekanika Bangunan xliii
Materi Pertemuan Minggu V
Metode Cullman
Metode Cullman adalah sebuah cara irisan, seperti juga cara Richter. Cara-cara ini
hanya dipergunakan untuk memeriksa sebuah diagram Cremona atau bila membuat
bila konstruksi diagram Cremona memberikan kesulitan.
Langkah-langkah pengerjaan metode Cullman :
1. Ambillah sebuah bidang, yang memotong tiga batang.
2. Tentukan resultante semua gaya luar yang bekerja disebalah kiri bidang
kemudian potong
3. Misalkan resultante adalah R
4. Gaya-gaya tegang dalam 1-2-3 haruslah seimbang dengan R
5. Resultante dari S1 dan S2 (R1-2) melalui a
6. R dan S3 berpotongan di titik c
7. Jadikan resultante dari R1-2 dan R harus melalui titik c
8. Arah R1-2 jadi ac . R sekarang seimbang dengan R1-2 dan S3. Uraikan kemudian
R1-2 dalam S2 dan S3
Gaya-gaya yang bekerja dikiri potongan ialah RA dan P1, resultante kedua gaya itu
ialah R. Dari lukisan kutub ternyata R pada jari-jari kutub S dan II. Maka letak R
dapat ditentukan dengan segi banyak batang yaitu perpotongan dari batang S dan 2.
-
Mekanika Bangunan xliv
Setelah letak dan besarnya R terdapat maka gaya luar itu harus seimbang dengan
gaya-gaya pada potongan yaitu A1, B2 dan D2. Jadi R diuraikan atas (B2) dan (A1D2)
kemudian (A1D2) diuraikan atas A1 dan D2.
Jadi
terdapatlah gaya-gaya batang yang dicari.
-
Mekanika Bangunan xlv
Untuk mengatasi maka R diuraikan atas 2 gaya
Contoh Soal
-
Mekanika Bangunan xlvi
-
Mekanika Bangunan xlvii
Materi Pertemuan Minggu VI
Metode Henneberg
Untuk menentukan gaya-gaya batang konstruksi tersebut diatas dapat
menggunakan metode-metode Ritter, Cullman, Cremona dan lain-lain. Ini
disebabkan karena pada tiap simpul bertemu 3 (tiga) batang. Untuk metode
perpotongan ini yaitu metode Hanneberg atau metode pergantian batang.
Mula-mula FC diganti dengan batang AE
Maka dapat menentukan gaya-gaya batang dan konstruksi tersebut dan dimulai dari
simpul C, maka gaya batang BC dan CD dapat ditentukan. Kemudian ke simpul D,
maka gaya batang AD dan DE dapat diketahui lalu beralih ke simpul :
-
Mekanika Bangunan xlviii
B A F E
Maka gaya-gaya batang dapat diketahui ( SAB , SBC , SCD , SDE , SAE , SBE , SAD).
Gaya BA AE sebenarnya tidak ada, karenanya dapat ditempatkan. Kekuatan N ton
pada batang FC sehingga gaya batang AE menjadi nol. Berarti bahwa N ialah gaya
batang FC.
Maka harus mencari besarnya N itu
Muatan luar (P1, P2 , P3 dan pada batang AC diberi gaya 1 ton dan dicari gaya-gaya
batang konstruksi tersebut
(SAB , SBC , SCD , SDE SAE)
Bila pada AC diberi gaya N ton maka gaya-gaya batang konstruksi tersebut menjadi
:
(N. SAB , N. SBC , N SCD N. SAE)
Maka akibat muatan luar dan gaya N pada AC, maka besarnya gaya batang AE
menjadi : SAE N.SAE + SAE
Tetapi SAE sebenarnya tidak ada,jadi SAE = 0
N.SAE + SAE = 0 N = SAE
S"AE
-
Mekanika Bangunan xlix
Setelah gaya batang FC diketahui (N), maka gaya-gaya batang lain dapat dicari.
Contoh Soal
Penyelesaian :
Dianggap perletakan hanya di A dan B. Maka RAP = R3P = - 1
2. P ton
Tapi adanya batang CD menyebabkan raksi di CD, misalnya X (keatas).
Ini menyebabkan reaksi-reaksi di A dan B ke bawah RAX = R3X = 1
2 X ton
-
Mekanika Bangunan l
Kekuatan keatas negative sedang kebawah positif. Jadi reaksi perletakan menjadi :
RA = 1
2 . X -
1
2. P =
1
2 (X P) ton
RB = 1
2 (X P) ton
Dipikirkan adanya batang fiktif EF. Jadi gaya batang EF harus 0 (SEF = 0)
Pada EC bekerja : 1
2 X 2 ton ( komponen dari X )
Di A ada reaksi : 1
2 ( X P ) ton
-
Mekanika Bangunan li
Batang verwerk dipotong ditengah TCD. Momen centrum batang EF = T , Jadi SEF
harus = 0
Resultante gaya-gaya yang bekerja pada potongan bagian kiri atau kanan juga
dapat dicari melalui T
Secara grafis terdapat :
-
Mekanika Bangunan lii
1
2 ( X P ) : X = 1 : 4 (diukur pada gambar)
2X 2P = X X = 2 P
Terdapatlah hasil-hasil sebagai berikut :
Pada muatan P di T : RA = 1
2 P ton ( kebawah)
RB = 1
2 P ton
RCD = 2 P ton (keatas)
Jadi konstruksi statis tertentu
Secara Analitis
SEF = 0 MT = 0
TC = 3
4 +
1
2 =
5
4 d =
1
2 .
5
4 2 +
5
8 2
MT = 1
2 P . 2
1
2 . -
1
2 . X. 2
1
2 +
1
2 . X 2.
5
8 2 = 0
-
Mekanika Bangunan liii
5
4 . P. -
5
4 . X . +
5
8 X . = 0
5
4 . P =
5
8 X X = 2 P ton.
Terdapatlah harga-harga yang sama seperti cara grafis. Jadi konstruksi ini statis
tertentu.
-
Mekanika Bangunan liv
Materi Pertemuan Minggu VII
C. Aplikasi Teori Perhitungan Dalam Konstruksi
Berikut ini dikemukakan beberapa bentuk test formatif yang terkait dengan
ketiga wawasan tersebut di atas, antara lain :
Test wawasan dalam bentuk kognitif berupa :
1. Jelaskan pengertian Mekanika Bangunan dalam konstruksi bangunan
2. Jelaskan defenisi :
a. Keseimbangan Titik Simpul
b. Metode Cremona
c. Metode Richter
d. Metode Cullman
e. Metode Henneberg
3. Dimanakah diterapkan gaya-gaya batang dalam konstruksi bangunan
-
Mekanika Bangunan lv
Test psikomotorik dapat berupa :
1. Keseimbangan Titik Simpul
Soal :
Diketahui kuda-kuda seperti tergambar dibawah ini :
Dimana :
P1 = 1 ton
P2 = 8 ton
P3 = 2 ton
P4 = 4 ton
P5 = 1 ton
Tentukan gaya-gaya batang dengan metode Keseimbangan Titik Simpul secara :
- Analitis
- Grafis
-
Mekanika Bangunan lvi
Lembar Kerja :
-
Mekanika Bangunan lvii
2. Metode Cremona
Soal :
Diketahui konstruksi rangka seperti tergambar dengan muatan P = 1 ton
Tentukan besar gaya-gaya batang dengan diagram Cremona
-
Mekanika Bangunan lviii
Lembar Kerja :
-
Mekanika Bangunan lix
3. Metode Richter
Soal :
Diketahui: Konstruksi rangka seperti tergambar
Dimana :
h = . 3 dan = 6 .
P1 = 6 . T . P2 = 3 . T dan P3 = 2 . T
Tentukan :
Gaya-gaya batang dengan Metode Richter
-
Mekanika Bangunan lx
Lembar Kerja :
-
Mekanika Bangunan lxi
4. Metode Cullman
Diketahui : Vakwerk seperti tergambar,
Ditanyakan :
a. Carilah batang-batang yang tidak bekerja ( S = 0 )
b. Gaya batang B, D, O menurut Metode Richter
c. Gaya batang B, D, O menurut Metode Cullman
-
Mekanika Bangunan lxii
Lembar Kerja :
-
Mekanika Bangunan lxiii
5. Metode Henneberg
Diketahui : Konstruksi seperti tergambar sin = 0,6 dan cos = 0,8
Tentukan : Gaya-gaya batang konstruksi tersebut dengan Metode Henneberg
-
Mekanika Bangunan lxiv
Lembar Kerja
-
Mekanika Bangunan lxv
Test afektif :
Test afektif dapat dinilai dengan melihat hasil kerja dari beberapa test yang diberikan
pada wawasan kognitif dan psikomotorik di atas dengan melihat aspek :
1. Kejujuran untuk bekerja sendiri
2. Kejujuran menghinadri plagiat
3. Kedidiplinan bekerja sesuai dengan aturan yang ditentukan
4. Percaya diri bekerja sesuai dengan pengetahuan yang ditangkapnya secara
mandiri tanpa terpengaruh ide orang lain (teman).
5. Bekerja secara terstruktur
6. Dapat mengerjakan tugas dengan sistem penyajian yang jelas dan rapih.
-
Mekanika Bangunan lxvi
B. Kunci jawaban soal-soal latihan
Test kognitif :
1. Jelaskan pengertian Mekanika Bangunan dalam konstruksi bangunan
Jawab :
Defenisi Mekanika Bangunan adalah ilmu gaya batang yang membicarakan
tentang rangka batang serta masalah gaya yang bekerja pada konstruksi
bangunan.
2. Jelaskan defenisi :
a. Keseimbangan Titik Simpul
Jawab : keseimbangan titik simpul adalah perhitungan titik
simpul tiap-tiap sendi rangka batang, dan tiap-tiap simpul itu
dalam keadaan seimbang akibat gaya luar yang bekerja pada
simpul itu, dan gaya dalam (gaya batang) yang timbul dititik itu.
b. Metode Cremona
Jawab : cara grafis dari perhitungan keseimbangan gaya-gaya
batang/titik simpu, dimana batang tersebut dalam ketentuan
keseimbangan yang bisa dilakukan secara grafis dengan
menggambar satu polygon batang tarik untuk setiap titik simpul,
dapat ditentukan gaya batang pada suatu titik simpul
sembarang, maka dapat diketahui satu gaya batang dan dapat
mencari dua gaya batang.
-
Mekanika Bangunan lxvii
c. Metode Richter
Jawab : metode pemotongan secara batang analitis, metode ini
tidak memerlukan gaya batang secara berurutan seperti pada
metode titik simpul. Prinsipnya adalah di titk manapun yang
ditinjau, berlaku kestabilan. Metode Richter adalah cara
pemotongan secara 2 (dua) batang ataupun 3 (tiga) batang,
malah kadang dilakukan pemotongan dengan 4 (empat) batang.
d. Metode Cullman
Jawab : sebuah cara irisan, seperti juga cara Richter. Cara-cara
ini hanya dipergunakan untuk memeriksa sebuah diagram
Cremona atau bila membuat bila konstruksi diagram Cremona
memberikan kesulitan.
e. Metode Henneberg
Jawab : metode Henneberg adalah pemotongan dengan cara
pergantian nama-nama batang agar lebih memudahkan dan hal
ini hampir sama dengan cara Richter, Cullman akan tetapi
sistem pemotongan lebih dari 4 (empat) simpul.
3. Dimanakah diterapkan gaya-gaya batang dalam konstruksi bangunan
Jawab : penerapan gaya-gaya batang berlaku pada sistem kuda-kuda
bangunan atau dengan kata lain pada konstruksi kap/atap, dengan
-
Mekanika Bangunan lxviii
penerapan gaya-gaya batang maka akan diketahui sistem penyaluran gaya-
gaya tersebut pada konstruksi bangunan.
Test psikomotorik
1. Keseimbangan Titik Simpul
Soal :
Diketahui kuda-kuda seperti tergambar dibawah ini :
Dimana :
P1 = 1 ton
P2 = 8 ton
P3 = 2 ton
P4 = 4 ton
P5 = 1 ton
-
Mekanika Bangunan lxix
Tentukan gaya-gaya batang dengan metode Keseimbangan Titik Simpul secara :
- Analitis
- Grafis
Penyelesaian :
Secara Analitis
MA = 0
B . 4 . + P5 . 4 . + P4 . 3 . + P3 . 2 . + P2 . + P1 . 0 = 0
B . 4 + 1 . 4 + 4 . 3 + 2 . 2 + 8 . 1 = 0
B = 7 ton (keatas)
MB = 0
A . 4 . P1 . 4 . P2 . 3 . P3 . 2 . P4 . P1 . 0 = 0
A . 4 1 . 4 8 . 3 2 . 2 4 . 1 = 0
A = 9 ton (keatas)
Simpul A
Diumpamakan S1 dan S8 arahnya seperti tergambar .
Ky = 0
-
Mekanika Bangunan lxx
S1 . sin 300 + A P1 = 0
1
2 . S1 + 9 1 = 0
S1 = - 16 ton
Karena pendapatan S1 negatif, maka arah S1 yang diumpamakan tadi tidak
betul, jadi S1 tidak meninggalkan simpul tapi menuju simpul.
Kalau menuju simpul berarti tekan, jadi tanda S1 adalah negative (karena
terjadi tekan).
S1 = 16 ton
KX = 0
S1 . cos 300 S8 = 0
16 . 1
2 3 S8 = 0
S8 = 8 . 3
-
Mekanika Bangunan lxxi
Arah S8 yang diumpamakan sudah betul karena S 8 meninggalkan simpul,
bertanda positif.
Dapat di lihat S 8 meninggalkan simpul, jadi S 8 bertanda positif
S8 = 8 . 3
Simpul C
KX = 0
S8 S7 = 0
8 . 3 S7 = 0 S7 = 8 . 3 ton
S7 bertanda positif, arah yang diumpamakan telah betul.
S7 meninggalkan simpul C berarti tarik dan S7 bertanda positif.
-
Mekanika Bangunan lxxii
S9 = 8 . 3 ton
Ky = 0
S9 = 0 ton
Simpul D
Agar lebih sederhana sumbu X , Y dibuat searah sumbu, jadi sumbu X Y.
Arah-arah yang dipilih seperti tergambar Ky = 0
P2 . cos 300 S10 . cos 300 = 0
S10 = P2 = 8 ton
Tanda S10 positif arah yang diumpamakan betul. Tetapi S10 menuju simpul D
jadi S10 merupakan batang tekan. Batang tekan adalah negative.
-
Mekanika Bangunan lxxiii
Jadi S10 = 8 ton
KX = 0
S1 S2 P2 . sin 300 S10 . sin 300 = 0
16 S2 8 . 1
2 8 .
1
2 = 0
S2 = 8 ton
Tanda S2 positif arah yang diumpamakan betul. Tetapi S2 menuju simpul D.
Jadi batang 2 merupakan batang tekan. Jadi S2 = 8 ton
Simpul E
KX = 0
S2 . cos 300 S3 . cos 300 = 0
S2 = S3 = 8 ton
-
Mekanika Bangunan lxxiv
Arah S3 sudah betul. Tetapi S3 menuju simpul berarti batang 3 . batang
tekan, jadi S3 = 8 ton
Ky = 0
P3 + S11 S2 . sin 300 S3 . sin 300 = 0
2 + S11 4 4 = 0
S11 = 6 ton
Arah S11 sudah betul. Tetapi S11 meninggalkan titik simpul berarti batang 11
adalah batang tarik , jadi S11 = 6 ton
Simpul F
Ky = 0
S10 . sin 300 + S12 . sin 300 S11 = 0
8 . 1
2 + S12 .
1
2 6 = 0
S12 = 4 ton
-
Mekanika Bangunan lxxv
Arah S12 sudah betul. Tetapi S12 menuju simpul berarti batang 12 adalah
batang tekan , jadi S12 = 4 ton
KX = 0
S10 . cos 300 + S6 S7 S12 . cos 300 = 0
8 . 1
2 3 + S6 83 4
1
2 3 = 0
S6 = 63 ton
Arah S6 sudah betul. Tetapi S6 meninggalkan simpul F, jadi batang 6
adalah batang tarik .Jadi S6 = 63 ton
Simpul G
KX = 0
-
Mekanika Bangunan lxxvi
S6 S5 = 0
S5 = S6 = 63
Arah S5 sudah betul. Tetapi S5 meninggalkan simpul , jadi batang 5 adalah
batang tarik .Jadi S5 = 63 ton
Ky = 0
S13 = 0
Simpul H
Ky = 0
P3 . cos 300 S12 . cos 300 = 0
S12 = P3 = 4 ton
-
Mekanika Bangunan lxxvii
Arah S12 sudah betul. Tetapi S12 menuju simpul H, jadi batang 12 adalah
batang tekan. Jadi S12 = 4 ton
KX = 0
S3 + P3 . sin 300 + S12 . sin 300 S4 = 0
8 + 4 . 1
2 + 4 .
1
2 S4 = 0
S4 = 12 ton
Arah S4 sudah betul. Tetapi S12 menuju simpul , jadi batang 4 adalah
batang tekan. Jadi S4 = 12 ton
Simpul B
Ky = 0
P5 + S4 . sin 300 B = 0
-
Mekanika Bangunan lxxviii
1 + 12 . 1
2 7 = 0
7 7 = 0
KX = 0
S5 S4 . cos 300 = 0
63 12 . 1
2 3 = 0
63 63 = 0
Catatan :
a. Batang tekan bertanda negative (anak panah menuju simpul).
Batang tarik bertanda positif (anak panah meninggalkan simpul).
b. Perhitungan dimuali dari simpul yang batangnya tidak diketahui
maka harus 2 (dua) batang, kalau batang yang tidak diketahui
maka 3 (tiga) buah/lebih, maka perhitungan tak dapat diselesaikan.
Jadi dimulai dari simpul A kemudian C, maka tidak bisa dari
simpul A kemudian D (ada 3 batang tak diketahui).
Jadi dari simpul A C D E F G H B
Maka terdapatlah hasil-hasil sebai berikut :
BATANG S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13
GAYA 16 8 8 12 63 63 83 83 0 8 6 4 0
Secara Grafis
-
Mekanika Bangunan lxxix
2. Metode Cremona
Soal :
Diketahui konstruksi rangka seperti tergambar dengan muatan P = 1 ton
-
Mekanika Bangunan lxxx
Tentukan besar gaya-gaya batang dengan diagram Cremona
Penyelesaian
RA dan RB dapat dicari secara langsung seperti biasa.
Besar gaya-gaya batang di dapat dengan meninjau titik-titik simpul yang
bersangkutan dengan Metode Cremona dimualai dari titik simpul
A : RA 1
2 . P S1 S7
C : S1 P S2 S10
G : S7 S10 S11 S12 S8
-
Mekanika Bangunan lxxxi
D : S2 P S3 S11
E : S12 S3 P S4 S13
F : S4 P S5 S14
H : S8 S13 S14 S15 S9
P : S15 S5 P S6
B : S9 S6 1
2 . P RB
Sebagai control, disini harus saling menutup dan RB ini harus cocok dengan RB
semula.
3. Metode Richter
Soal :
Diketahui: Konstruksi rangka seperti tergambar
-
Mekanika Bangunan lxxxii
Dimana :
h = . 3 dan = 6 .
P1 = 6 . T . P2 = 3 . T dan P3 = 2 . T
Tentukan : Gaya-gaya batang dengan Metode Richter
Penyelesaian :
MA = 0 B . 6 . = 6 . + 3 . 2 + 2 . 3 B = 3 ton
MB = 0 A . 6 . = 6 . 5 + 3 . 4 + 2 . 3 A = 8 ton
Dilihat Dari Potongan Sebelah Kiri
Potongan 1 - 1 Pusat momen D1 ialah titik 1
-
Mekanika Bangunan lxxxiii
M1 = 0 A . + D1 . 1
2 . 3 = 0
D1 = 16
3 . 3 ton (tekan)
Pusat momen B1 ialah titik 2
M2 = 0 B1 . + 3 = A .
B1 = 8
3 . 3 ton (tarik)
Potongan 2 - 2 Pusat momen V1 ialah titik 3
-
Mekanika Bangunan lxxxiv
M3 = 0 A . 2 + V1 . = D1 . 3 + 6 .
16 + V1 = 16 + 6
V1 = 6 ton (tarik)
Pusat momen B2 ialah titik 2
M2 = 0 B2 . 3 = A .
B2 = 8
3 . 3 ton (tarik)
Potongan 3 - 3 Pusat momen A1 ialah titik 3
-
Mekanika Bangunan lxxxv
M3 = 0 A . 2 + A1 . 3 = 6 .
16 + A1 . 3 = 6
A1 = 10
3 . 3 (tekan)
Pusat momen D2 ialah titik 4
M3 = 0 D2 . 1
2 . 3 + 6 . + B2 . 3 = A . 2
D2 . 1
2 . 3 = 4
D2 = 4
3 . 3 (tarik)
-
Mekanika Bangunan lxxxvi
Dilihat Dari Potongan Sebelah Kanan
Potongan 4 - 4 Pusat momen B3 ialah titik 5
M2 = 0 B3 . 3 = B . 3
B3 = 3 3 ton (tarik)
Pusat momen D3 ialah titik 4
M4 = 0 B . 4 D3 . 1
2 . 3 = 2 . + B3 . B3 . 3
3 . 4 D3 . 1
2 . 3 = 2 + 9
D3 = 2
3 . 3 (tarik)
Potongan 4 - 4 Pusat momen A2 ialah titik 3
M3 = 0 A2 . 3 + B . 4 2 . = 0
A2 . 3 + 3 . 4 2 = 0
-
Mekanika Bangunan lxxxvii
A2 = 10
3 3 (tekan)
Potongan 5 - 5 Pusat momen A3 ialah titik 7
M7 = 0 A3 . 2. 3 + B . 2. = 0
A3 . 3 + 3 . 2 = 0
A3 = 6
3 3 (tekan)
Pusat momen B4 ialah titik 5
M4 = 0 B4 . 3 = B . 3 .
B4 = 3 3 ton (tarik)
Pusat momen D4 ialah titik 6
M4 = 0 B . 3 . A3 . . 3 + D4 . 1
3 3 = 0
9 6 + D4 . 1
2 3 = 0
D4 = 2 3 (tekan)
-
Mekanika Bangunan lxxxviii
Potongan 6 - 6 pusat momen A4 ialah titik 7
M7 = 0 A4 . 3 + B . 2 = 0
A4 = 2 3 ton (tekan)
Pusat momen B5 ialah titik 9
M9 = 0 B5 . 3 = B . .
B5 = 3 ton (tarik)
Pusat momen D5 ialah titik 10
M10 = 0 B . + D5 . 1
2 . . 3 A4 . 3 = 0
3 + D5 1
2 3 6 = 0
D5 2 3 (tarik)
-
Mekanika Bangunan lxxxix
Potongan 7 - 7 Pusat momen V5 ialah titik B
MB = 0 V5 . = 0
V5 = 0
Potongan 8 - 8 Pusat momen B6 ialah titik 9
M4 = 0 B6 . 3 = B . .
B6 = 3
Hasil-hasil diatas dimasukkan daftar
A1 10
3 3 B1 D1
16
3 3 V1 6
A2 10
3 3 B2 D2
4
3 3 V2 0
A3 23 B3 D3 23 3 V3 2
A4 23 B4 D4 23 V4 0
B5 D5 23 V5 0
B6 D6 23 V6 0
Catatan
1. Untuk mendapatkan gaya batang V2 dibuat potongan yang memotong
batang-batang A1 , V2 , D3 dan B3.
Pusat momen ialah titik 6, jadi gaya-gaya batang A1 dan D3 harus
diketahui dulu, maka terdapatlah gaya batang V2 = 0
2. Untuk mendapatkan gaya-gaya batang diagonal, cara yang lebih cepat
adalah seperti berikut :
Pada potongan 1 1, maka akan dicari besarnya D1
Pada potongan sebelah kiri gaya lintang (D) yang bekerja = A = 8 ton
Pada potongan V = 0, jadi D1 . sin 600 = D = A = 8 ton
D1 = 16
3 3, tetapi D1 ialah batang tekan, jadi D1 =
16
3 3
-
Mekanika Bangunan xc
D2 . sin 600 = 8 6 D2 = 4
3 3 (tarik) dan seterusnya.
3. Pada metode Richter tersebut gaya batang yang belum diketahui
dianggap meninggalkan potongan (dianggap batang positif).
Bila dihasilnya diperhitungkan positif, maka batang yang akan dicari
tersebut batang tarik (B1 dan seterusnya).
Bila hasilnya diperhitungkan negative, maka batang yang dicari tersebut
batang tekan (D1 dan seterusnya).
-
Mekanika Bangunan xci
4. Metode Cullman
Diketahui : Vakwerk seperti tergambar,
Ditanyakan :
a. Carilah batang-batang yang tidak bekerja ( S = 0 )
b. Gaya batang B, D, O menurut Metode Richter
c. Gaya batang B, D, O menurut Metode Cullman
Penyelesaian :
-
Mekanika Bangunan xcii
a. Batang dengan S = 0 dicari cepat dengan setimbang knooppount
b. Potongan I I
LV . 6 . = 3 . 2 LV = 1 ton (kebawah)
R . 6 . = 3 . 2 R = 1 ton (keatas)
H = 0 LH = 3 ton (kekiri)
Lihat potongan bagian kanan
Mp = 0 B . = R . 3 D B = 3 ton
Gaya batang D diperoleh dengan syarat V = 0
1
2 D 2 = 1 D = 2 ton
Gaya batang o diperoleh dengan MQ = 0
0 . = R . 2 0 = 2 ton
c) Cullman
Keterangan :
1. R, S dan B mengadakan keseimbangan ( S adalah resultante gaya-gaya 0
dan D)