BAB I

IDENTITAS MATA KULIAHMATA KULIAH

: MEKANIKA TEKNIK I

BOBOT

: 2 SKS

KODE MATA KULAIH: TAT -136

SEMESTER

: 1 ( SATU )

DOSEN

: STEPHANUS OLA DEMON,ST.

MATERI KULIAH :

BAB I. PENGETAHUAN DASAR TENTANG MEKANIKA TEKNIK

1.1. PENDAHULUAN

1.2. KONSEP DAN PRINSIP DASAR

1.3. SISTEM SATUAN

1.4. KONSTRUKSI TUMPUAN

1.5. PENGERTIAN KONSTRUKSI STATIS TERTENTU

1.6. JENIS JENIS PEMBEBANAN

1.7. GAYA GAYA DALAM DAN PERJANJIAN TANDABAB II GAYA DAN KESEIMBANGAN2.1. APAKAH GAYA ITU2.2. GAYA GAYA KOPLANAR DAN NON KOPLANAR2.3. GAYA RESULTAN2.4. RESULTAN GAYA GAYA KOPLANAR YANG KONKUREN2.5. RESULTAN GAYA GAYA KOPLANAR YANG NON KONKUREN2.6. MOMEN DARI SEBUAH GAYA

2.7. RESULTAN GAYA GAYA YANG SEJAJAR

2.8. KOMPONEN KOMPONEN PERSEGI DARI SEBUAH VEKTOR GAYA

2.9. PENGURAIAN SEBUAH GAYA MENJADI BEBERAPA GAYA

2.10. KESEIMBANGAN GAYA GAYA

2.11. DIAGRAM BENDA BEBAS

BAB III KONSTRUKSI STATIS TERTENTU

3.1. SISTEM KESETIMBANGAN

3.2. BALOK SEDERHANA ( SIMPLE BEAM )3.2.1. Balok diatas dua tumpuan / perletakan

3.2.2. Balok Terjepit / Overstek ( Cantilever )3.2.3. Konstruksi Gabungan Balok dan Cantilever

3.3. BALOK GERBER

REFERENCE :1. Mekanika untuk Insinyur, STATIKA, Ferdinand P.Beer / E. Russey Johnston Jr. The Haouw Liong, Ph.D.2. STATIKA I, Soemono,Penerbit ITB, Bandung 1985

3. Mekanika Teknik, Bagian I KONSTRUKSI STATIS TERTENTU Jilid I, Ir. Suwarno Wiryomartono

4. MEKANIKA TEKNIK I, Statika dan Kegunaannya, Ir.Heinz Frick

5. Diktak TEORI,SOAL DAN PENYELESAIAN MEKANIKA TEKNIK I, Ir. Gunawan T dan Ir.Margaret S., Delta Teknik Group Jakarta.

6. Mekanika Rekayasa STATIKA,teori,soal dan penyelesaian ; Djaja Putera Rusad

7. Mekanika Rekayasa,Graha Ilmu ; Wesli.

BAB IPENGETAHUAN DASAR TENTANG

MEKANIKA TEKNIK

1.1. PENDAHULUAN

Mekanika dapat didefenisikan sebagai Ilmu yang menerangkan dan memprediksi kondisi kondisi pada saat diam atau bergerak dari suatu benda yang dipengaruhi oleh aksi dari gaya gaya. .

Ilmu mekanika dibagi menjadi 3 ( tiga ) bagian yaitu :

a. Mekanika Benda Tegar

Mekanika benda tegar dibagi menjadi :

Statika : Ilmu yang mempelajari tentang semua benda yang tetap atau dalam keadaan diam, yang statis. Ilmu statika disebut juga ilmu keseimbangan gaya.

Dinamika : Ilmu yang mempelajari tentang semua benda yang bergerak.

b. Mekanika Benda LentukMekanika benda lentuk berhubungan dengan daya atau kemampuan suatu struktur ( Rangka ) dalam menahan suatu beban. Hal ini akan kita pelajari dalam mekanika bahan yang merupakan bagian dari mekanika benda lentuk ( deformasi ).c. Mekanika FluidaSelanjutnya dalam mempelajari Ilmu mekanika, kita tidak mengacu pada kaidah empiris seperti yang terdapat pada ilmu teknik lainnya tetapi lebih dititik beratkan pada cara deduktif yang menyerupai pendekatan matematis. Mekanika bukanlah suatu ilmu yang abstrak atau murni tetapi suatu ilmu yang terpakai ( terapan ). Tujuan mekanika adalah menerangkan dan memprediksikan gejalah fisis dan dengan demikian meletakkan dasar dasar aplikatifnya.

1.2. KONSEP DAN PRINSIP DASARKonsep dasar yang digunakan dalam mekanika adalah ruang waktu, massa dan gaya. Konsep ini sukar didefenisikan, harus diterima atas dasar intuisi dan pengalaman untuk digunakan sebagai referensi dalam studi mengenai mekanika.

Konsep ruang dihubungkan dengan posisi suatu titik. Posisi suatu titik dapat didefenisikan dengan tiga jarak, diukur dari suatu titik referensi atau titik asal dalam tiga arah yang ditentukan. Jarak ini dikenal sebagai koordinat titik. Untuk mendefenisikan suatu kejadian atau peristiwa tidak cukup menunjukkan posisinya dalam ruang. Waktu kejadian tersebut juga perlu diberikan.

Konsep massa digunakan untuk menentukan dan membedakan benda atas dasar suatu percobaan mekanika. Dua benda dengan massa yang sama, misalnya akan ditarik oleh bumi dengan cara yang sama, kedua benda tersebut juga akan menunjukkan sifat hambatan yang sama ketika mengalami gerak translasi.Konsep gaya menunjukkan aksi suatu benda terhadap benda yang lain. Gaya ini dapat beraksi melalui suatu kontak langsung atau dari suatu jarak tertentu seperti misalnya pada gaya grafitasi dan gaya magnetik.

Studi mekanika berawal dari beberapa prinsip dasar yang diperoleh melalui hasil eksperimen. Prinsip prinsip dasar tersebut adalah :

1. Hukum Paralelogram dalam penjumlahan gaya.

Hukum ini menyatakan bahwa dua buah gaya yang beraksi pada suatu partikel dapat diganti dengan sebuah gaya.Gaya tersebut dinamakan resultan gaya yang diperoleh dengan menggambarkan diagonal jajaran genjang dengan sisi kedua gaya tersebut.2. Prinsip TransmisibilitasPrinsip ini menyatakan bahwa kondisi keseimbangan atau bergerak suatu benda tegar akan tidak berubah apabila gaya yang beraksi pada suatu titik, pada benda tersebut diganti dengan gaya lain yang sama besarnya dan arahnya tetapi beraksi pada suatu titik yang berbeda, asalkan kedua gaya tersebut terletak pada suatu garis aksi yang sama.3. Tiga Hukum Dasar Newton

a. Hukum Pertama : Bila gaya resultan beraksi pada suatu partikel sama dengan nol, partikel tersebut akan tetap diam apabila mula mula diam atau akan bergerak dengan kecepatan sama pada suatu garis lurus apabila mula mula bergerak.

b. Hukum Newton Kedua : Bila gaya resultan yang beraksi pada suatu partikel tidak sama dengan nol, partikel tersebut akan memperoleh kecepatan sebanding dengan besarnya gaya resultan dan dalam arah yang sama dengan arah resultan tersebut.

c. Hukum Newton Ketiga : Gaya aksi dan reaksi antara benda yang berhubungan mempunyai besar dan garis aksi yang sama dan berlawanan arah.4. Hukum Grafitasi NewtonHukum ini menyatakan bahwa Dua partikel dengan massa M dan m akan saling tarik menarik dengan gaya F dan F.

1.3. SISTEM SATUAN

Sistem satuan yang sering digunakan dalam ilmu mekanika adalah :

a. Sistem Satuan Internasional ( SI )

Dalam sistem satuan ini digunakan secara universal setelah Amerika Serikat selesai dengan konversinya. Satuan dasarnya adalah : Satuan panjang, massa dan waktu yang berturut turut disebut meter ( m ), kilogram ( kg ) dan secon ( s ). Sistem satuan SI membentuk sistem satuam absolut. Ini berarti bahwa ketiga satuan dasar dipilih secara bebas tidak tergantung pada tempat pengukuran dilakukan.

b. Sistem Satuan Amerika.

Sebagian besar insinyur Amerika saat ini masih menggunakan sistem satuan dimana satuan dasarnya adalah satuan panjang, gaya dan waktu. Satuan ini berturut turut adalah foot ( ft ), pound ( lb ) dan secon ( s ).

1.4. KONSTRUKSI TUMPUAN ( PERLETAKKAN )

Suatu konstruksi bertugas mendukung gaya gaya luar yang bekerja padanya, yang kita sebut beban. Agar dapat memenuhi tugas ini konstruksi tersebut harus ditumpu atau diletakkan pada perletakkan perletakkan tertentu.Menurut bentuk konstruksinya, tumpuan atau perletakkan dapat dibedakan atas :

a. Tumpuan Sendi atau Engsel.

Sifat sifat sendi atau engsel :1. Tidak dapat bergerak pada arah vertikal maupun horizontal.

2. Dapat memberi dan menerima / menahan gaya reaksi pada arah vertikal ( gaya tekan ) maupun gaya horizontal ( gaya tarik ), asalkan garis kerjanya melalui titik pusat sendi atau engsel.

3. Tidak dapat menahan momen ( M = 0 )

Dengan demikian gaya yang bekerja pada tumpuan sendi atau engsel ini merupakan gaya sembarang yang kemudian seperti gambar diatas diuraikan menjadi : Reaksi Vertikal ( Rv ) akibat gaya tekan

Reaksi Horizontal ( Rh ) akibat gaya tarikb. Tumpuan Rool atau Lereng

Sifat sifatnya :1. Hanya dapat bergerak dalam arah horizontal

2. Dapat memberikan reaksi pada arah vertikal saja atau hanya dapat menerima atau menahan gaya tekan.

3. Tidak dapat menahan momen ( M = 0 )

Jadi tumpuan Rool atau Lereng ini hanya dapat membuat gaya reaksi yang tegak lurus pada bidang perletakkan rool.

c. Tumpuan Jepit atau Cantilever

Sifat sifatnya :1. Tidak dapat bergerak dalam arah vertikal maupun horizontal

2. Dapat memberi reaksi dalam segala arah baik vertikal maupun horizontal

3. Dapat menahan momen

Dengan demikian reaksi dari tumpuat jept atau cantilever ini adalah 2 buah gaya Rv dan Rh dengan momen jepit = M.

d. Tumpuan Pendel ( Batang Tumpuan )

Tumpuan Pendel atau batang tumpuan dapat meneruskan gaya tarik dan desak tetapi arahnya selalu menurut sumbu batang.

1.5. PENGERTIAN KONSTRUKSI STATIS TERTENTU1. Apabila suatu konstruksi bangunan dibebani oleh gaya gaya dan ditumpu sedemikian rupa sehingga gaya gaya reaksi dapat ditentukan atau dihitung dengan syarat syarat keseimbangan dalam statika / ilmu kesetimbangan maka konstruksi tersebut dinamakan Konstruksi Statis Tertentu . Adapun Syarat syarat keseimbangan yang dimaksud terdiri dari 3 persamaan yaitu :2. Fh = 0, artinya jumlah gaya gaya horizontal = 0

3. Fv = 0, artinya jumlah gaya gaya vertikal = 0

4. M = 0, artinya jumlah momen pada titik persekutuan / konkuren = 0

1.6. BEBAN

Beban adalah beratnya benda atau barang yang didukung oleh suatu konstruksi. Berdasarkan jenisnya, beban dibedakan atas :a. Beban Mati yaitu beban atau beratnya benda yang tidak bergerak dan tidak berubah beratnya. Beratnya konstruksi yang mendukung itu termasuk beban mati dan disebut berat sendiri.

b. Beban hidup yaitu beban yang bergerak. Jadi berubah ubah tempatnya. Misalnya Segala kendaraan dan orang yang berjalan diatas sebuah jembatan, tekanan angin pada atap rumah atau bangunan lainnya termasuk sebagai beban hidup juga.Sedangkan berdasarkan penyebarannya, beban dibedakan atas :

a. Beban terpusat atau beban titik yaitu beban yang bertitik tangkap disebuah titik. Contoh beban terpusat roda segala macam kendaraan, orang berdiri diatas reng atau gording berat sebuah tiang dan sebagainya. Satuannya adalah ( ton, kg dsbnya )

b. Beban terbagi adalah beban yang terbagi pada sebuah bidang yang cukup luas. Beban terbagi dibedakan atas :

1. Beban terbagi rata q ( t/m, kg / m, dll )

2. Beban segitiga

3. Beban Trapesium

1.7. PENGERTIAN GAYA - GAYA DALAM

Gaya dalam iaiah gaya yang bekerja pada suatu bangunan ( konstruksi ) atau benda. Dengan perantaraan bangunan atau benda tersebut gaya membentuk keseimbangan. Tiap tiap bagian bangunan melimpahkan akibat gaya itu kepada bagian yang lain atau menerimanya dari bagian yang lain. Hal ini menimbulkan gaya didalam bagian bangunan tersebut yang kita namakan gaya dalam . Gaya dalam menimbulkan perubahan bentuk atau deformasi pada bagian konstruksi yang dilawan oleh tegangan didalamnya sehingga keseimbangan dalam tercapai. Gaya dalam itu boleh juga dikatakan resultan berbagai tegangan.

a. Gaya Normal ( N )Gaya normal adalah gaya gaya yang bekerja melalui pusat berat irisan normal atau bekerja searah dengan sumbuh batang.Gaya normal dibedakan atas 2 yaitu : Gaya normal tekan ( - ) yaitu menuju titik tinjau

Gaya normal tarik ( + ) yaitu menjauhi titik tinjau

Apabila ditinjau pada potongan kiri maka

Kekiri disebut gaya normal tarik

Kekanan disebut gaya normal tekan

Sedangkan jika ditinjau pada potongan kanan maka

Kekiri disebut gaya normal tekan

Kekanan disebut gaya normal tarik

Catatan :1. Jika tidak ada gaya horizontal maka tidak terjadi gaya normal

2. Dalam menggambar bidang gaya normal, Bidang N negatif digambar dibawah garis netral dan positif sebaliknya.

b. Gaya geser atau gaya lintang ( D )Gaya geser atau lintang adalah semua gaya yang bekerja tegak lurus atau melintang terhadap sumbuh batang.

Gaya geser atau lintang dibagi atas :

Gaya geser / lintang positif

Untuk potongan kanan : gaya yang bermaksud menggeser batang kebawah sedangkan untuk potongan kiri gaya yang bermaksud menggeser batang keatas.

Gaya geser / lintang negatif

Untuk potongan kanan : gaya yang bermaksud menggeser batang keatas sedangkan untuk potongan kiri : gaya yang bermaksud menggeser batang kebawah.Catatan :

Penggambaran hasil perhitungan gaya lintang yaitu :

1. Bidang gaya lintang positif diarsir tegak dan berada diatas garis netral

2. Bidang gaya lintang negatif diarsisr mendatar berada dibawah garis netral.

c. Momen LenturMomen adalah suatu usaha yang ditimbulkan oleh gaya untuk memutar batang yang dirumuskan sebagai hasil kali antara gaya dan jarak terhadap titik yang ditinjau. Satuannya : kg.m ; ton meter.

Momen Lentur : momen yang bermaksud untuk melenturkan batang pada konstruksi

Momen lentur dibedakan atas :

a. Momen lentur positif ( + )

b. Momen lentur negatif ( - )

Untuk Tinjau Kiri1. Momen Lentur positif ( + ) apabila gaya kali jarak yang searah dengan jarum jam.

2. Momen Lentur negatif ( - ) apabila gaya kali jarak yang berlawanan arah dengan jarum jam.

Untuk Tinjau Kanan

1. Momen Lentur Positif ( + ) apabila gaya kali jarak yang berlawanan arah dengan jarum jam

2. Monen Lentur Negatif ( - ) apabila gaya kali jarak yang searah dengan jarum jam.PAGE 13

_1155406814.vsda

a

a

a

GAMBAR 1.4. SIMBOL PENDEL / BATANG TUMPUAN

_1155441060.vsdP1

P3

P2

A

Av

Ah

B

Bv

X

X

X

X

A

Av

Ah

P1

N

D

M

GAMBAR 1.7. ILUSTRASI GAYA - GAYA DALAM

KALAU DIPOTONG DI X - X

_1155444933.vsdP

GAMBAR 1.9. Momen Lentur positif

+

_1155445817.vsd

_1155445859.vsd

_1155445190.vsd

P

GAMBAR 1.10. Momen Lentur Negatif

-

_1155443790.vsdGAMBAR 1.8. Contoh Penggambaran Bid. D

+

-

P

Garis Netral

Rav

Rbv

_1155410356.vsd

q t/m

GAMBAR 1.5. Beban Segitiga

_1155411720.vsd

GAMBAR 1.6. Beban Trapesium

_1155409945.vsd

q t/m

GAMBAR 1.4. Beban terbagi rata

_1155404727.vsd

a

a

a

a

Rv

Rv

SIMBOL INI YANG SELANJUTNYA DIPAKAI

GAMBAR 1.2. SIMBOL ROOL / LERENG

_1155405937.vsdM

Rv

Rh

GAMBAR 1.3. SIMBOL JEPIT / CANTILEVER

_1155402045.vsda

a

a

a

Rv

R

Rh

Rv

R

Rh

SIMBOL INI YANG SELANJUTNYA DIPAKAI

GAMBAR 1.1. SIMBOL SENDI / ENGSEL