Dasar-dasar belajar mekanika rekayasa sipil 1

Mekanika merupakan bidang ilmu utama (dasar keahlian) yang dipelajari di Teknik Sipil. Pokok utama atau materi dari mekanika rekayasa 1 adalah mempelajari Statistika (pengaruh gaya terhadap struktur tetap/statis). kali ini akan diuraiakan materi yang paling dasar dari pembelajaran mekanika rekayasa 1 , sebelum belajar jauh tentang mekanika rekasaya sipil alangkah baiknya mengetahui materi di bawah ini. Perlu diketahui bahwa kemungkinan materi mekanika rekayasa 1 berbeda di tiap universitas, namun helm-proyeku.blogspot.co.id akan mengambil materi mekanika 1 meliputi :

• Sistem gaya dan momen
• Keseimbangan Gaya
• Reaksi perletakan
• Gaya dalam struktur rangka batang
• Gaya dalam struktur balok dan portal

Di bawah ini akan diuraiakan dasar-dasar dari kelima materi diatas yang perlu diketahui.

Tabel di bawah ini berisi nilai ukur yang digunakan

Satuan	SI unit	US unit
Massa	Kilogram (kg)	Slug
Panjang	Meter (m)	Feet (ft, ') Inch (in, “)
Waktu	Detik, second (s)	Detik, second (s)
Gaya	Newton (N)	Pound (lb)

merupakan besaran vektor (memiliki besaran, arah, dan titik tangkap) Dalam Teknik Sipil gaya terdiri dari Gaya aksi (beban), Gaya reaksi, dan Gaya dalam. Berdasarkan bentuk distribusinya, gaya dibagi menjadi dua yaitu:

- Gaya Terpusat / Beban Titik

- Gaya Terdistribusi Merata

a. Gaya Aksi

Gaya aksi adalah beban yang bekerja pada struktur, dapat berupa beban hidup manusia, beban kendaraan, beban angin, beban gempa, beban peralatan,dll. Gaya aksi secara umum dibagi menjadi dua yaitu beban Tetap dan beban sementara.

-Beban tetap

Beban tetap bekerja sepanjang umum struktur, beban ini juga dikenal sebagai beban mati atau berat mati struktur. Beban ini memiliki besaran yang konstan dan berada pada posisi yang sama setiap saat. Beban ini terdiri dari berat sendiri struktur dan beban lain yang melekat pada struktur secara permanen. Termasuk beban mati adalah berat rangka, dinding, lantai, atap, kolom,dll

-Beban sementara

Beban Sementara bekerja tidak tetap pada struktur, beban ini juga dikenal sebagai beban hidup seperti beban gempa, angin, kendaraan, dan manusia.

b. Gaya Reaksi

Gaya reaksi/Reaksi perletakan merupakan gaya lawan yang ditimbulkan pada titik tumpuan, kemampuan tumpuan  menahan gaya aksi sangat ditentukan oleh jenis tumpuan. Jenis-jenis tumpuan yang umum dapat berupa jepit, sendi (engsel) dan roll (roda/perletakan geser).

1.Tumpuan jepit

Dalam tumpuan jepit gaya reaksi yang ditimbulkan yaitu  RH (gaya reaksi arah horizontal/ X), RV (Gaya reaksi arah vertika/ Y) dan RM(Gaya momen).

 

2. Tumpuan sendi

Dalam tumpuan sendi gaya reksi yang ditimbulkan yaitu RH (Gaya reaksi arah Horizontal/ X), dan RV (Gaya reaksi arah Vertikal).

 

 3.Tumpuan roll

Dalam tumpuan rol gaya reaksi yang ditimbulakan hanya RV (Gaya reaksi arah vertikal)

Contoh gambar konsep gaya pada teknik sipil, diambil contoh sebuah balok dengan tumpuan di titik jepit di titik A dan tumpuan rol di titik B, dibebani beban sesuai gambar.  

Penjelasan :
RxA = Reaksi perletakan arah X (Horizontal) di titik A
RyA = Reaksi perletakan arah Y (Vertikal) di titk A
RyB = Reaksi perletakan arah Y (Vertikal) di titik B

ada juga yang menuliskan
RxA = RHA
RyA = RVA
RyB = RHB  

P1 = Beban terpusat /titik (N)
P2 = Beban terpusat /titk (N)
q = Beban merata (N/m)

2. Gaya dalam

Gaya dalam dapat diartikan sebagai gaya pada badan struktur yang timbul akibat adanya keseimbangan gaya aksi dan reaksi. Dalam pembuatan strutur perlu diketahui ukuran atau yang lazin disebut dengan dimensi dari tiap-tiap elemen. Contoh gambar konsep gaya dalam, diambil contoh sebuah balok dengan tumpuan di titik jepit di titik A dan tumpuan rol di titik B, dibebani beban sesuai gambar, gaya dalam yang diterima yaitu:

Penjelasan :

-Balok mengalami beban lentur yang menyebabkan balok tersebut melentur ke bawah. Gaya dalam yang menyebabkan pelenturan balok tersebut yang disebut momen (M)

-Balok mengalami gaya tekan (P) di titik A dan titik B. Balok yang menerima gaya searah dengan sumbu batang akan menerima beban gaya normal (N).
-Balok mengalami gaya lintang, akibat reaksi perletakan atau gaya-gaya tegak lurus pada batang, balok menerima gaya dalam yang disebut gaya lintang (D).    

a. Macam-macam gaya dalam

gaya dalam terbagi menjadi tiga macam, yaitu

1.Gaya dalam momen

2.Gaya lintang

3.Gaya normal.

penjelasan:

1.Gaya dalam momen (M)

terlihat balok dengan panjang 1 m, memiliki tumpuan sendi(A) dan roll(B) memmikul beban terbagi rata q (kg/m) dan beban terpusat P (kg). Balok tersebut  akan mengalami lentur sehingga akan melendut, itu menunjukan bahwa balok tersebut menerima beban lentur atau momen.

2. Gaya lintang (D)

balok diatas menerima gaya-gaya yang arahnya tegak lurus terhadap sumbu balok. Gaya tersebut adalah RA, RB, dan q, yang memberi  gaya lintang kepada balok A-B.untuk mencari gaya-gaya apa saja yang arahnya tegak lurus terhadap sumbu A-B. Kita potong diantara perletakan A-B yaitu c-c dari sebelah kiri sepanjang (x). lihat gambar

maka
Dc= RA-qx
Dc= RA-Q1

kalau kita coba potong balok A-B dari sebelah kanan maka,

D1 = RB-q(x-1)-p
D1 = RB-Q2-p

3. Gaya Normal (N)
gaya normal adalah gaya-gaya yang arahnya sejajar denga sumbu balok. contoh batang A-B menerima gaya normal sebesar P.

Berdasarkan contoh diatas  balok A-B menerima gaya normal sebesar P.
Tanda gaya normal.
Jika gaya arahnya menekan balok, maka tanda gaya normalnya negatif (-)

 jika gaya arahnya menarik balok, maka tanda gaya normalnya positif (+)

 

Itulah penjelasan yang paling dasar dari mekanika rekayasa 1. sebenarnya masih banyak dasar dari mekanika satu tetapi alangkah baiknya kita juga mengetahui materi yang diuraikan diatas.


Semoga artikel tulisan ini bermanfaat untuk kita semua