PERSENTASI ILMIAH

LABORATORIUM DINAMIKA STRUKTUR

“MENGHITUNG GAYA DALAM PADA STRUKTUR SEDERHANA”

Disusun oleh :

KELOMPOK 1

1. ADISON BALKA (1410919001)

2. ARIA WIBISONO (1410911059)

3. AZHARDI BUSTAMI (1410912033)

4. HABIBURRAHMAN HARAMAIN (1410911072)

5. MUHAMMAD FARIZ R. A. B. (1410912023)

6. RUSDI AZIZ (1410911029)

PEMBINA

FARLA KURNIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG, 2015

LEMBAR PENGESAHAN

PRESENTASI ILMIAH

LABORATORIUM DINAMIKA STRUKTUR

“MENGHITUNG GAYA DALAM PADA STRUKTUR SEDERHANA”

KELOMPOK 1

1. ADISON BALKA (1410919001)

2. ARIA WIBISONO (1410911059)

3. AZHARDI BUSTAMI (1410912033)

4. HABIBURRAHMAN HARAMAIN (1410911072)

5. MUHAMMAD FARIZ R. A. B. (1410912023)

6. RUSDI AZIZ (1410911029)

Mengetahui,

Pendamping

Yusra Aini

Padang, 20 September 2015

Menyetujui,

Pembina

Farla Kurnia

Lembar Asistensi

Persentasi Ilmiah

Kelompok : 1

Laboratorium : LDS

Asisten Pembina : Farla Kurnia

No Tanggal Uraian Paragraf

No Nama No. BP Asistensi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 Adison Balka 1410919001

2 Aria Wibisono 1410911059

3 Azhardi Bustami 1410912033

4 Habiburrahman

Haramain

1410911072

5 Muhammad Fariz

Rizki A. B.

1410912023

6 Rusdi Aziz 1410911029

Padang, 17 September 2015

Asisten Pembina

Farla Kurnia

Kelompok 1 Hal i

ABSTRAK

Statika struktur merupakan mata kuliah keteknikan yang biasa dipelajari pada

jurusan kuliah teknik mesin dan teknik sipil. Dalam perkuliahan statika struktur di

jurusan teknik mesin, mahasiswa akan lebih dikonsentrasikan pada kekuatan

material suatu bahan yang akan digunakan pada struktur yang telah didesain. Pada

karya ilmiah ini, akan lebih terpusat pada pembahasan gaya dalam. Gaya dalam

merupakan suatu cabang ilmu statika yang lebih mempelajari tentang bagaimana

gaya berkerja dalam material, atau dalam bahan suatu struktur. Untuk mengetahui

besar gaya dalam yang bekerja pada suatu struktur, terlebih dahulu dicari seluruh

gaya luar yang berkerja pada struktur tersebut dengan menggambarkan diagram

benda bebas. Setelah itu barulah kita dapat menghitung gaya dalam yang bekerja

pada konstruksi tersebut.

Kelompok 1 Hal ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat bantuan-Nya,

limpahan berkah dan karunia-Nya, kami dapat menyelesaikan karya ilmiah ini

dengan baik dan tepat pada waktunya. Dalam karya ilmiah ini, kami membahas

tentang bagaimana penerapan gaya dalam pada suatu konstruksi. Yang mengarah

pada bagaimana cara kita memilih material atau bahan dari kekuatannya.

Karya ilmiah ini dibuat dengan cara pengolahan data dan dengan bantuan berbagai

pihak dalam menyelesaikan hambatan dan tantangan saat pengerjaan karya ilmiah

ini. Oleh karena itu kami mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang

telah turut membantu penyelesaian karya ilmiah ini, terutama kepada:

1. Rekan-rekan kelompok yang telah menghibahkan waktu untuk menyusun

laporan ini.

2. Uda Farla Kurnia yang telah membagikan ilmu kepada kelompok kami.

3. Uda dan uni yang menjadi asisten di laboratorium statika struktur yang

telah memberikan kesempatan pada kami untuk memperoleh ilmu di

laboratorium ini

4. Uni Yusra Aini yang telah memberikan arahan kepada kami dalam

pembuatan laporan ini.

Kami menyadari masih banyak kekurangan yang terdapat pada karya ilmiah ini.

Oleh karena itu kami mengajak pembaca untuk memberikan kritik dan saran yang

membangun kepada kami. Kritik saudara akan sangat kami harapkan dalam

penyempurnaan karya ilmiah kami selanjutnya

Akhir kata semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca

Padang, 20 September 2015

Penulis

Kelompok 1 Hal iii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ............................................................................................................................. i

KATA PENGANTAR.............................................................................................................. ii

DAFTAR ISI......................................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................................. iv

1. PENDAHULUAN .............................................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................................... 1

1.3 Tujuan dan Manfaat ................................................................................................. 2

1.4 Batasan Masalah ...................................................................................................... 2

1.5 Sistematika Penulisan............................................................................................... 2

2. KAJIAN PUSTAKA ............................................................................................................ 3

2.1 Konsep Gaya dan Momen ........................................................................................ 3

2.2 Pengertian gaya dalam ............................................................................................. 3

2.3 Perjanjian Tanda Gaya Dalam................................................................................... 4

2.4 Jenis-jenis Tumpuan ................................................................................................. 5

3. PEMBAHASAN STUDI KASUS .......................................................................................... 7

4. PENUTUP ...................................................................................................................... 14

4.1 Kesimpulan ............................................................................................................. 14

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................ 15

Kelompok 1 Hal iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Gaya Normal bekerja sepanjang sumbu batang ............................ 4

Gambar 2.2. Perjanjian tanda gaya-gaya dalam ................................................. 4

Gambar 2.3. Reaksi tumpuan sendi.................................................................... 5

Gambar 2.3. Reaksi tumpuan geser.................................................................... 5

Gambar 2.3. Reaksi tumpuan jepit ..................................................................... 6

Gambar 3.1. Contoh kasus 1 .............................................................................. 7

Gambar 3.2. Diagram momen 1 ......................................................................... 9

Gambar 3.3. Diagram geser 1 ............................................................................ 9

Gambar 3.4. Contoh kasus 2 ............................................................................. 10

Gambar 3.5. Diagram momen 2 ........................................................................ 13

Gambar 3.6. Diagram geser 2 ........................................................................... 13

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebagai negara berkembang, Indonesia berada dalam tahap pembangunan yang

sangat pesat. Baik dari segi infrastruktur, sarana, dan prasarana.Dapat dilihat pada

beberapa provinsi di negara ini, telah banyak infrastruktur yang dibangun seperti

jembatan, bangunan yang tinggi, fly-over, sebagai bukti bahwa Indonesia sedang

melakukan perubahan. Dalam membangun infrastruktur tersebut dibutuhkan

pulaperhitungan yang matang, pemilihan bahan bangunan yang tepat, dan

perencanaan yang baik agar tercipta keamanan dan kenyamanan. Tentunya prinsip

ilmu khusus tentang konstruksi sendiri sangat dibutuhkan, kita akan bergelut

terhadap bahan bangunan, pekerjaan konstruksi, bahkan perhitungan-perhitungan

dalam pengerjaannya. Perhitungan – perhitungan yang dilakukan terbukti dapat

menghasilkan infrastrukturdengandaya tahan kuat.

Dalam jurusan teknik mesin, prinsip ilmu tentang konstruksi ini dibagi menjadi

empat bagian, yaitukinematika dan dinamika partikel, statika struktur, mekanika

kekuatan material, dan getaran mekanik. Sehingga keempat kombinasi ilmu

tersebut dapat menghasilkan bangunan yang kuat dan padu. Dapat diuji ketahanan

dan kekuatannya. sebagaimana pada bangunan yang tinggi terdapat rangka yang

kuat. Hal ini dibutuhkan untuk mempertahankan kekuatan pada bangunan. Agar

bangunan dalam kondisi saling menguatkan, perhitungan yang terperinci pun

dilakukan, seluruh susunan rangkaian harus berada dalam kondisi statis. Tiang-

tiang yang saling dihubungkan membuat bangunan tersebut dapat menahan gaya

yang tersebar pada setiap rangkaian bangunan. Disinilah statika struktur

diterapkan. Maka dari itu, juga dibutuhkan pentingnya perhitungan gaya dalam

pada struktur, sehingga kita dapat mengetahui dimana titik kelemahan struktur

tersebut.

1.2 Rumusan Masalah

Materi ini akan membahas tentang:

1. Apa itu gaya dalam?

2. Bagaimana bentuk-bentuk gaya dalam?

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 2

3. Bagaimana perhitungan gaya dalam?

1.3 Tujuan dan Manfaat

Pembahasan materi ini bertujuan untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa

dalam penerapan gaya dalam pada sistem konstruksi. Gaya dalam Perhitungan

akan lebih spesifik pada safety factor suatu rangkaian dan dari pembahasan

tentang gaya dalam, diharapkan manfaat yang didapat dalam pembahasan materi

ini adalah kemampuan memahami gaya dalam pada pada konstruksi. Dapat

memvisualisasikan gaya dalam pada bentuk grafik gaya.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah pada karya ilmiah yang kami buat pada kesempatan kali ini

adalah mempelajari tentang gaya geser dan gaya momen yang bekerja pada

sebuah konstruksi sehingga dapat mengetahui titik kritis (critical point) pada

suatu rangkaian.

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan persentasi ilmiah ini adalah bab 1 berupa

pendahuluan yang berisi latar belakang, tujuan, dan manfaat. Lalu pada bab 2

akan dibahas mengenai tinjauan pustaka dari gaya dalam dan grafiknya. Pada bab

3 akan diberikan sebuah contoh kasus dari gaya dalam beserta pembahasannnya

dengan membuat grafiknya, Lalu ada penutup beserta lampiran.

2. KAJIAN PUSTAKA

2.1 Konsep Gaya dan Momen

Pada mata kuliah statika struktur, pemecahan masalah dikonsentrasikan pada

bagaimana gaya bekerja di rangkaian yang telah dibuat. Karena pembahasan

dalam karangan ilmiah ini adalah statis, maka kondisi rangkaian struktur ini dalam

keadaan diam atau dalam kondisi equilibrium, dimana gaya yang berkerja pada

benda tersebut saling meniadakan. Pembahasan masalah akan menjurus pada

hukum newton. Terutama hukum newton I yang berbunyi “Resultan gaya yang

berkerja pada suatu benda yang diam atau benda yang bergerak dengan kecepatan

konstan adalah nol” sehingga dapat dianalogikan

Dan juga diterapkan hukum newton I ini pada momen gaya yang berkerja pada

rangkaian itu. Sehingga didapat resultan momen gaya yang berkerja pada benda

yang diam adalah nol, dikarenakan tidak ada gerakan melingkar yang beraksi pada

rangkaian. Dapat pula dianalogikan menjadi

2.2 Pengertian gaya dalam

Gaya Dalam adalah gaya yang menahan gaya rambat pada konstruksi untuk

mencapai keseimbangan. Misal suatu balok dijepit diujung atasnya dan dibebani

oleh gaya P (gambar. 2.1) searah sumbu balok, maka balok tersebut dipastikan

timbul gaya dalam. Gaya dalam yang mengimbangi gaya aksi (beban) bekerja

sepanjang sumbu batang, sama besar, dan berlawanan arah dengan gaya aksi.

Gaya dalam tersebut dinamakan gaya normal, dan dinyatakan sebagai NX bila

gaya normal terletak di titik berjarak X dari B.

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 4

A

B

X

P P

NX

Gambar 2.1. Gaya Normal bekerja sepanjang sumbu batang[2]

2.3 Perjanjian Tanda Gaya Dalam.

Gaya normal diberi tanda positif (+) apabila gaya cenderung menimbulkan sifat

tarik pada batang dan negatif (-) bila gaya cenderung menimbulkan sifat tekan

(gb. 3.3.a.). Gaya lintang disebut positif apabila gaya cenderung menimbulkan

patah dan searah jarum jam, dan negatif bila sebaliknya.

+

-

+ -

a. Gaya Normal b. Gaya Lintang

+

-

c. Momen Lentur

Nka

Nka

Nki

Nki

Lki

Lki

Lka

Lka

Mka

Mka

Mki

Mki

Gambar 2.2. Perjanjian tanda gaya-gaya dalam[2]

Momen lentur diberi tanda positif apabila gaya menyebabkan sumbu batang

cekung ke atas, dan bila cekung ke bawah diberi tanda negatif.

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 5

2.4 Jenis-jenis Tumpuan

1. Sendi

Sendi merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi vertikal dan gaya

reaksi horizontal.

Gambar 2.3. Reaksi tumpuan sendi

2. Rol

Rol merupakan tumpuan yang hanya dapat menerima gaya reaksi vertical.

Gambar 2.3. Reaksi tumpuan geser

3. Tumpuan Jepit

Jepit merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi vertical, gaya reaksi

horizontal dan momen akibat jepitan dua penampang

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 6

Gambar 2.3. Reaksi tumpuan jepit

3. PEMBAHASAN STUDI KASUS

Berbagai macam bentuk konstruksi yang dapat dibuat oleh manusia. Salah satu

contohnya adalah sebuah bim yang ditumpukan di atas pin, roller, ataupun

ditumpukan pada tumpuan jepit. Untuk kasus yang akan dibahas pada pokok

bahasan ini, contoh yang akan dipakai adalah bim yang diletakkan pada tumpuan

pin dan roller

Soal 1

Gambar 3.1. Contoh kasus 1[1]

DBB 1

∑Fx = 0

Ax = 0

∑MA = 0

-320KN.4 + By.8 – 20KN.11 – 150KN = 0

150 kNm

150 kNm

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 8

By = KN

∑Fy = 0

Potongan 1

0≤x≤8

∑Mo = 0

∑Fy = 0

Potongan 2

8≤x≤11

∑Mo = 0

(CCW)

∑Fy = 0

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 9

0

50

100

150

200

250

0 2 4 6 8 10 12

Momen Gaya (Nm)

Jarak (m)

Diagram Momen

Y-Values

Gambar 3.2. Diagram momen 1

-300

-200

-100

0

100

200

0 2 4 6 8 10 12Gaya Geser (N)

Jarak (m)

DIAGRAM GESER

Y-Values

Gambar 3.3. Diagram geser 1

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 10

Soal 2

Gambar 3.4. Contoh kasus 2[1]

DBB 2

∑Fx=0

Ax=0

∑Fy=0

Ay+By-10kN-10kN=0

Ay+By=20kN

∑M=0

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 11

Potongan 1

0≤X≤5

Potongan 2

5≤X≤8

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 12

Potongan 3

8≤X≤10

LDS ORNAMEN M XXVII

Kelompok 1 Hal 13

Gambar 3.5. Diagram momen 2

Gambar 3.6. Diagram geser 2

4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

1. Gaya dalam merupakan gaya internal yang berkerja dalam rangkaian dan

lebih mengacu pada kekuatan material tersebut.

2. Dari gaya dalam, kita dapat mencari titik kritis suatu struktur.

3. Kita dapat menghitung nilai momen gaya dan gaya geser pada prinsip

gaya dalam.

4.2 Saran

1. Terlebih dahulu pahami tentang reaksi tumpuan, gaya terdistribusi, dan

gaya terpusat pada sistem.

2. Penggambaran diagram benda bebas harus tepat untuk mencari gaya

dalam.

3. Pahami bagaimana cara membagi potongan pada tahap pencarian gaya

dalam.

DAFTAR PUSTAKA

1. Hibbeler, R. C. 2004. Statics and Mechanics of Materials SI Edition.

Singapore: Prentice Hall

2. Http://sisfo.itp.ac.id/bahanajar/BahanAjar/Mulyati/Bahan%20Ajar%20Statika/

Materi%20Ajar/Materi%20Pertemuan%20III,IV.pdf (diakses pada 19

September 2015)