Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atas rahmat dan karunia-Nya sehingga modul pengajaran mata kuliah Mekanika Teknik dapat terselesaikan. Modul pendidikan ini merupakan bagian dari program kegiatan BOPTN tahun 2014 yang dilaksanakan oleh Program Studi Arsitektur Unhas. Kami menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan modul ajar ini, namun kami berharap modul ajar ini dapat membantu siswa dalam mencari sumber belajar dan menjadi acuan bagi para guru khususnya pada bidang mekanika teknik statis tertentu di jurusan Arsitektur. .
Momen lingkaran padat dan lingkaran berongga 154 Gambar 2.6.10. a) Struktur balok dapat mengalami lentur dan geser.
PENDAHULUAN
Profil Lulusan Program Studi Arsitektur
Modul Pembelajaran Mekanika Teknik 3 Grafik di atas menunjukkan persentase nilai yang diraih peserta mata kuliah Mekanika Teknik dalam dua semester terakhir (tahun akademik 2012/2013 sampai dengan 2013/2014). Pada TA 2012/2013, tren frekuensi nilai adalah sama, sedangkan pada TA 2013/2014 grafik mulai membentuk distribusi normal dengan nilai mean dominan B. Dapat diasumsikan bahwa minat peserta kursus cukup baik. dan motivasi terhadap mata kuliah ini, namun dalam melaksanakan metode pembelajarannya mahasiswa masih dibatasi oleh ketersediaan sumber belajar cetak dan non cetak sebagai pelengkap referensi pembelajaran.
Kompetensi Program Studi
Analisis Kebutuhan Pembelajaran 1. Tinjauan Matakuliah
- Tujuan Matakuliah
- Penjelasan bagi mahasiswa
- Penjelasan peran fasilitator/dosen
Modul Pembelajaran Mekanika Teknik 5 prinsip struktur dan bentuk struktur yang berkaitan dengan ilmu gaya dan penerapan metode mekanika teknik pada struktur dan struktur statis tertentu. Secara umum tujuan pembelajaran mata kuliah Mekanika Teknik adalah; Mahasiswa mampu memahami berbagai jenis beban, perilaku pembebanan, reaksi beban dan analisis momen, gaya transversal dan gaya normal sehubungan dengan prinsip kesetimbangan pada struktur statis tertentu; memahami konstruksi bangunan terkait sistem beban dan gaya reaksi yang didukung dengan analisis mekanika teknik. Modul 7 untuk pengajaran mekanika teknik dikelompokkan ke dalam kerangka waktu yang telah ditentukan (pengambilan keputusan kelompok; manajemen waktu) (L1).
Mahasiswa mampu menganalisis konstruksi bangunan kaitannya dengan sistem pembebanan dan gaya-gaya reaksi yang dapat didukung dengan analisis mekanika teknik.
MATERI PEMBELAJARAN
Modul Ajar Mekanika Teknik 14 SeSessii PPeerrkkuulliiaahhaann kkee :: 11. PaPaddaa aakkhhiirr ppeerrtteemmuuaann iinnii, ddiihhaarraappkkaann mmaahhaassiisswwaa aakkaann mmaammppuu :: 1. MMeemma-immaaarhaaassha ekkninikk ddaallaamm dduunniiaa kkoonnsstt rruukkssii 22. Dalam sesi ini Anda akan akan dari-dasar mekanika Teknik : . perbadena struktur statis certanu & statis tak tentu.
M ODUL 1 PENGANTAR MEKANIKA TEKNIK
Pendahuluan
- Mekanika Teknik dan Statika Bangunan
Perhitungan dimensi merupakan perhitungan untuk menentukan ukuran penampang bahan yang diperlukan agar mampu memikul beban-beban atau gaya-gaya yang bekerja pada struktur dengan tetap memperhatikan faktor keselamatan. Perhitungan kekuatan dilakukan untuk memeriksa apakah pada saat konstruksi terjadi perubahan bentuk, transisi dan tuntutan yang melebihi batas yang telah ditentukan atau tidak. Konstruksi yang mempunyai lebih dari tiga reaksi yang tidak diketahui merupakan konstruksi statis tak tentu, sedangkan konstruksi yang mempunyai tiga reaksi diketahui merupakan konstruksi statis determinan.
Besaran reaksi dan momen pada struktur statis tertentu dapat ditentukan dengan persamaan kesetimbangan, sedangkan struktur statis tak tentu tidak dapat diselesaikan hanya dengan kondisi kesetimbangan saja.
Keseimbangan pada Konstruksi
Dalam kuliah ini Anda akan mempelajari dasar-dasar mekanika teknik: gaya dan hubungannya dengan struktur.
M ODUL 2 GAYA DAN PENYUSUNANNYA
Gaya
- Gaya- Gaya dalam Elemen Struktur
Gaya dalam pengertian Mekanika Teknik adalah beban pada suatu struktur yang dinyatakan dengan garis. Suatu gaya dapat keluar dari garis kerjanya jika sejumlah besaran ditambahkan pada gaya tersebut dan sifat gaya tersebut tidak berubah. Gaya vertikal, atau Gaya Lintang atau gaya geser (S), merupakan gaya yang tegak lurus terhadap sumbu balok.
Gaya mendatar atau gaya normal (N) adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang dan garis kerja yang arahnya atau sejajar dengan sumbu batang/balok, yang disebut gaya normal sentrik. Sedangkan jika gaya bekerja di luar garis kerja gaya, maka gaya normal disebut gaya normal eksentrik. Momen Bending (M), Momen merupakan peristiwa dimana aksi dan reaksi tidak berada pada garis aksi yang sama.
Gaya-gaya dalam adalah gaya-gaya di dalam tubuh suatu struktur yang berusaha menjaga keseimbangan beban-beban luar yang bekerja pada struktur (reaksi vertikal/Rv dan reaksi horizontal/Rh). Jika gaya ke bawah F diterapkan pada balok dengan dua penempatan seperti gambar di bawah, maka reaksi penempatan RA & RB akan mengarah ke atas. Gaya dalam juga dapat diartikan sebagai gaya-gaya di dalam tubuh suatu struktur yang timbul akibat adanya keseimbangan antara gaya aksi dan reaksi.
Jika suatu gaya bekerja pada suatu benda, maka timbul gaya berlawanan di dalam benda yang besarnya sama dengan gaya yang bekerja pada satu garis aksi (gaya aksi = gaya reaksi, hukum ketiga Newton). Mekanika teknik Modul pengajaran 27 gaya tarik/traksi internal didistribusikan secara merata pada penampang elemen (gaya/luas).
Muatan/Beban Konstruksi
- Beban Terbagi Rata (q)
Torsi adalah fenomena puntiran dimana terjadi gaya rotasi yang berlawanan secara aksial pada penampang suatu elemen struktur. Pada umumnya beban tidak hanya terpusat atau merata, tetapi ada juga yang berbentuk segitiga, seperti beban tekanan air dan tanah. Prinsip dasar penyelesaiannya sama dengan penyelesaian lainnya, namun kita harus lebih berhati-hati, karena beban membentuk persamaan.
Resultan Gaya
- Penjumlahan Gaya secara Analitis
Gaya sejajar yang dihasilkan adalah R yang besarnya mudah didapat yaitu dengan penjumlahan jika arahnya sama dan pengurangan jika arahnya berlawanan.
Penjumlahan Gaya secara Grafis
Jumlah lebih dari dua gaya yang bekerja pada suatu benda dapat diselesaikan dengan menggunakan metode grafis. A. Penentuan resultan dengan menggunakan banyak gaya yaitu hubungan gaya yang satu dengan gaya yang lain, maka garis yang menghubungkan titik penangkapan gaya pertama dengan ujung gaya terakhir disebut resultan (R) sedangkan arahnya ke arah akhir kekuatan terakhir. Untuk menentukan besarnya R dan letak titik jepit suatu gaya yang tidak beraturan dapat digunakan metode grafik.
Garis kerja gaya boleh dipanjangkan di hujung dan bawah gaya supaya ia boleh bersilang dengan jejari poligon. Teruskan untuk semua gaya dan jejari poligon sehingga jejari 6 bersilang pada jejari 1. Dalam sesi ini anda akan mempelajari sistem sokongan mudah, jenis trek & pemuatan, dan mengira daya tindak balas, momen, daya normal pada rasuk yang disokong oleh dua sokongan , secara analitikal dan grafik .
M ODUL 3 SISTEM TUMPUAN SEDERHANA
Landasan/Tumpuan
- Sendi/Engsel
Tumpuan yang tidak diketahui arah dan besar reaksinya, tumpuan ini dapat menahan gerak translasi benda yang ditopangnya ke segala arah, namun tidak dapat menahan gerak rotasi benda searah sumbu tertentu dari benda yang ditopangnya. Tumpuan ini kuat, sehingga mampu menahan gaya translasi dan rotasi ke segala arah dari benda yang ditopangnya. Keseimbangan adalah suatu keadaan suatu benda dimana resultan semua gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol.
Dalam mekanika statis, permasalahannya adalah mencari besar dan arah gaya reaksi yang timbul akibat gaya luar yang bekerja pada benda yang menjadi pusat perhatian kita. Gaya-gaya luar yang bekerja dapat berupa gaya gravitasi benda itu sendiri, gaya-gaya aksi yang timbul akibat reaksi kontak fisik benda lain terhadap benda yang menjadi pusat perhatian kita. Apabila resultan gaya yang bekerja pada suatu partikel tidak sama dengan nol, maka partikel tersebut akan memperoleh percepatan yang sebanding dengan besarnya kedua gaya resultan tersebut dan searah dengan arah resultan gaya tersebut.
Gaya aksi dan reaksi antara benda-benda yang berdekatan mempunyai besar dan garis kerja yang sama, tetapi arahnya berlawanan. Suatu benda dikatakan setimbang dua dimensi bila semua gaya yang bekerja pada benda berada pada satu bidang, misalnya bidang xy yang resultan gayanya nol dan momen resultan semua gaya yang bekerja pada benda adalah aksi. terhadap sumbu yang sejajar dengan garis normal bidang gaya adalah nol. ΣM=0 menyatakan jumlah aljabar momen yang dihasilkan oleh semua gaya yang bekerja pada suatu benda terhadap sumbu yang sejajar dengan garis normal bidang gaya dan melalui suatu titik di 0 yang terletak pada benda atau di luar benda tetapi masih pada bidangnya. .
Persamaan ini juga menunjukkan bahwa suatu benda berada dalam keadaan setimbang di bawah pengaruh sistem gaya-gaya koplanar, yang berarti terdapat sejumlah gaya yang bekerja dalam arah yang berlawanan satu sama lain dan sejumlah momen terhadap suatu titik. dalam arah yang berlawanan satu sama lain. Untuk mencapai kesetimbangan statis, setiap gaya dan momen harus seimbang, yaitu jumlah gaya yang bekerja sama dengan nol.
Penentuan Reaksi
- Balok dengan Tumpuan sederhana
- Balok Dua Tumpuan dengan Beban Miring
- Balok Kantilever
- Balok dengan beban terbagi rata
- Balok dengan beban segitiga
- Balok Overhang dengan beban segitiga
Penyelesaian struktur balok pada beban miring pada dasarnya hampir sama dengan penyelesaian beban tegak lurus dan melintang seperti pada contoh soal. Bedanya, beban miring menghasilkan gaya normal yang harus ditahan oleh dudukan dan balok. Untuk menentukan komponen reaksi pada setiap posisi, persamaan stabilitas Σ M = 0 dan Σ V = 0 atau Σ P + ΣR = 0 diterapkan pada kedua posisi struktur.
Modul Ajar Mekanika Teknik 59 Gaya reaksi pada gambar di atas terjadi ketika beban P diletakkan pada titik D (x=l+d), maka reaksinya adalah RA=-d/l. Reaksi positif maksimum RA terjadi ketika beban P berada di titik A, reaksi negatif maksimum RA terjadi ketika beban P berada di titik D. Persamaan ini menunjukkan bahwa overhang tidak mempengaruhi garis gaya, meskipun garis gaya yang memiliki overhang tersebut merupakan tambahan terhadap garis gaya pada tumpuan.
Momen pada balok A dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kesetimbangan semua gaya luar yang bekerja pada balok A. Momen maksimum pada balok A bergantung pada posisi beban P di titik B, momen ini sama dengan -1l dalam meter. Modul Pembelajaran Mekanika Teknik 62 Seperti gambar diatas, persamaan torsi merupakan persamaan daya/persamaan kuadrat.
Modul Pembelajaran Mekanika Teknik 63 Penyelesaian permasalahan balok pada dua rak dengan beban terdistribusi segitiga pada prinsipnya hampir sama dengan beban terdistribusi segitiga pada kantilever.
Diagram Gaya Lintang (D)/Gaya Geser/Shear Force (S)
Gaya lintang (D) atau gaya geser (S) merupakan momen diferensial terhadap panjang (dalam hal ini terhadap sb x atau sby y). Jika kita berdiri di atas lantai panggung, sambil ditopang oleh balok kayu yang berada di bawahnya, maka beban kita secara tidak langsung akan menjadi beban pada balok yang menopang parket tersebut, atau disebut beban tidak langsung. F adalah beban tidak langsung pada balok AB, dimana F bekerja pada pelat lantai kemudian dipindahkan ke balok melintang.
Pembebanan tidak langsung lebih baik dibandingkan dengan pembebanan langsung dimana luas diagram momen akibat pembebanan tidak langsung lebih kecil dibandingkan dengan pembebanan langsung. Sistem konstruksi seperti terlihat pada gambar di atas menunjukkan bahwa beban seragam bekerja secara tidak langsung pada balok AB.
