Prinsip Prinsip Dasar Statika Teknik Sip
Pengertian Statika
Statika adalah cabang dari ilmuu mekanika teknik yang mempelajari hubungan
an gaya-gaya atau
pembebanan yang bekerja pa
pada suatu sistem atau konstruksi yang dalam keadaan
diam/seimbang/statis. Ilmu sta
tatika sangat penting dalam dunia teknik sip
ipil karena suatu
konstruksi atau proyek harus di
direncanakan supaya tetap dalam keadaan statis
tis (tidak begerak)
walaupun sudah ada pembeban
anan atau gaya-gaya yang bekerja pada kon
onstruksi tersebut,
sehingga tidak membahayakan oorang-orang yang akan memakai gedung terse
rsebut. Pada mata
kuliah statika, tipe-tipe konstr
struksi yang dipelajari disederhanakan terlebi
bih dulu, dengan
mengabaikan beberapa faktorr seperti sifat bahan atau dimensi ketiga. Sebelum
Se
memulai
pelajaran statika, harus sudah m
mengenal dasar-dasar fisika mekanika. Sebelum
um masuk bahanbahan statika, beberapa pengertia
tian dari fisika mekanika direview terlebih dahulu
lu.
Gaya
Gaya secara umum adalah suatu
tu bentuk perubahan. Dalam fisika mekanika, gay
aya adalah sesuatu
yang membuat suatu benda men
engubah kecepatannya. Gaya adalah suatu besarr vektor, sehingga
mempunyai besaran (kg, N, kkN, ton, dyne, dsb.) dan arah tertentu. Mat
ata kuliah statika
memperhatikan dua jenis gaya,, gaya luar/eksternal, gaya-gaya yang sumberny
nya berada di luar
sistem yang amati, dan gaya dala
alam/internal, gaya-gaya yang berada di dalam sistem
sis
yang amati.
Gaya pada umumnya bekerjaa secara lurus horizontal atau lurus vertikal, tetapi
te
sering juga
dijumpai gaya-gaya yang beker
erja pada sistem tertentu dengan sudut tertentu
u (gaya miring).
Gaya itu dilukiskan sebagai sepo
potong garis lurus yang berujung tanda panah dan
d biasa disebut
sebagai vector.
Contoh gaya horizontal
Contoh gaya miring
Panjangnya melukiskan besar ggaya, tanda panah menunjukkan arah kerja gaya.
g
Jika gaya
tersebut bekerja pada sebuah ben
enda maka tempat memegang gaya tersebut diseb
ebut titik pegangan
atau titik pangkal yang pada um
mumnya titik berat dari benda tersebut sedang garis
g
yang ditarik
melalui titik pegang ini arahnya
ya sama dengan arah kerja gaya yang disebutt garis
g
kerja gaya.
Gaya tidak akan berubah sifatn
atnya apabila dipindah-pindahkan dalam garis kerja
k
yang sama
Untuk gaya yang miring, agarr ppengerjakan soal mudah, diuraikan terlebih dahulu
da
dalam arah
sejajar sumbu X dan arah sejajar
ar sumbu Y.
Je
Jenis-Jenis Pembebanan Luar
Beban
Ter
erpusat
(Point
Load):
Beban terpusat adalah pembeban
anan paling sederhana. Pembebanan ini hanya bekerja
b
pada satu
titik
pegang
den
engan
arah
dan
besaran
n
tertentu.
Beban
Merata
(Uniformly
Distributed
Load):
Beban merata adalah pembeban
anan yang bekerja di atas daerah tertentu dan dapat
d
mempunyai
bentuk yang bervariasi (persegii ppanjang, segitiga, parabola). Pembebanan ini dinotasikan
d
degan
q (kN/m). Besar gaya beban m
merata dihitung dengan cara mencari luasan beb
eban merata yang
bekerja pada titik berat jenis beba
ban merata.
Beba
ban merata berbentuk persegi panjang
B
Beban merata berbentuk segitiga
Letak
titik
berat
beban
mera
rata
:
Untuk beban merata berbenuk tr
trapesium, dapat dipecah menjadi dua beban mer
erata (satu persegi
panjang,
satu
segitiga)
Momen:
Beban luar ketiga yang juga se
sering dijumpai adalah beban berupa momen.
n. Beban momen
mempunyai besaran momen (kNm
Nm) dengan arah putaran (searah jarum jam atau
u berlawanan arah
jarum jam).
Beban berupa momen
Berdasarkan kemampuan untukk bergerak atau tidak, beban juga dapat dikateg
tegorikan menjadi:
Beban
Ma
Mati
(Dead
Loads):
Kita mengenal yang disebut bbeban mati yaitu beban yang tidak bisa dip
ipindah-pindahkan
(posisinya tetap) di mana beban
an tersebut adalah gaya yang garis kerjanya adal
alah sama dengan
arah gravitasi bumi. Pembebana
nan seperti ini biasanya berupa beban akibat bera
ratnya sendiri atau
akibat elemen-elemen lain yang
ng melekat pada konstruksi tersebut secara pern
ernamen. Contohcontoh
beban
mati
ada
dalah
berat
lantai,
dinding,
kolum,
m,
atap,
dll.
Beban
Hi
Hidup
(Live
Loads)
Beban hidup berbeda dengan m
mati karena bersifat dinamis, sehingga dapat bergerak
be
dari satu
tempat ke tempat yang lain. Con
ontoh beban hidup adalah truk yang berjalan di atas
at satu jembatan
dan gaya yang bekerja pada jembbatan adalah berat truk yang dipikul oleh roda-ro
roda truk.
Ada pula terdapat beban kenaan
an pada bangunan ( imposed load ) . Mereka kad
adangkala penting
dalam reka bentuk bangunan. Anntaranya adalah :
•
beban angin - beban angin pada bangunan adalah dalam bentuk beban yang seragam
(distributed) yang boleh bertindak pugak dari permukaan bangunan atau selari
dengannya.
• getaran dan gempa bumi - kesan yang tepat dari gempa bumi adalah pergerakan / getaran
bumi yang berlaku dari kejutan gelombang dari pusat gempabumi. Getaran boleh menyebabkan
masalah kepada bangunan serta penghuninya.
Persamaan Kesetimbangan
Di dalam statika, ada tiga syarat yang harus dipenuhi untuk keadaan statis, yaitu:
•
•
•
ΣV=0
ΣH=0
ΣM=0
(gaya vertikal)
(gaya horisontal)
(momen gaya)
Artinya untuk suatu sistem yang statis, jumlah gaya vertikal dan horisontal harus nol (saling
menghabiskan/tidak bergeser) dan jumlah momen untuk setiap titik harus nol (tidak berputar).
Apabila satu sistem terima beban luar, dia akan bergerak, maka diperlukan perletakan untuk
memberi gaya reaksi untuk melawan gaya luar tersebut, sehingga sistem dalam keadaan statis.
Konstruksi Serta Perletakannya
Komponen-komponen yang harus diperhatikan selain beban eksternal adalah beban reaksi akibat
beban luar pada suatu konstruksi. Gaya reaksi ini berasal dari perletakan yang terdapat pada
suatu konstruksi yang berfungsi untuk menyimbangi gaya-gaya luar yang bekerja pada
konstruksi tersebut. Di statika dikenalkan tiga tipe perletakan dasar, dengan sejumlah reaksi
perletakan masing-masing.
•
•
Perletakan Rol (roller support) : Perletakan ini hanya memiliki satu gaya reaksi yang
arahnya tegak lurus permukaan perletakan. Perletakan rol dapat bebas bergerak secara
translateral (samping) dan dapat berputar, tetapi tidak dapat bergerak sejajar arah reaksi
perletakan.
Perletakan Sendi (pin support) : Perletakan ini memiliki dua gaya reaksi, satu dalam
arah horizontal (Fx) dan satu lagi dalam arah vertikal (Fy), tetapi perletakan ini tidak
dapat menahan momen (putaran) sehingga tidak mempunyai reaksi momen. Pada
perletakan ini sistem tidak dapat mengalami translasi tetapi masih dapat mengalami
putaran.
•
Perletakan Jepit (fixed support) : Perletakan ini memiliki tiga gaya reaksi, gaya reaksi
dalam arah horizontal, gaya reaksi dalam arah vertikal, dan reaksi momen, sehingga
perletakan ini dapat menahan translasi dalam segala arah dan rotasi.
Contoh-contoh Konstruksi Lengkap dengan Pembebanan dan Reaksinya
Statika adalah cabang dari ilmuu mekanika teknik yang mempelajari hubungan
an gaya-gaya atau
pembebanan yang bekerja pa
pada suatu sistem atau konstruksi yang dalam keadaan
diam/seimbang/statis. Ilmu sta
tatika sangat penting dalam dunia teknik sip
ipil karena suatu
konstruksi atau proyek harus di
direncanakan supaya tetap dalam keadaan statis
tis (tidak begerak)
walaupun sudah ada pembeban
anan atau gaya-gaya yang bekerja pada kon
onstruksi tersebut,
sehingga tidak membahayakan oorang-orang yang akan memakai gedung terse
rsebut. Pada mata
kuliah statika, tipe-tipe konstr
struksi yang dipelajari disederhanakan terlebi
bih dulu, dengan
mengabaikan beberapa faktorr seperti sifat bahan atau dimensi ketiga. Sebelum
Se
memulai
pelajaran statika, harus sudah m
mengenal dasar-dasar fisika mekanika. Sebelum
um masuk bahanbahan statika, beberapa pengertia
tian dari fisika mekanika direview terlebih dahulu
lu.
Gaya
Gaya secara umum adalah suatu
tu bentuk perubahan. Dalam fisika mekanika, gay
aya adalah sesuatu
yang membuat suatu benda men
engubah kecepatannya. Gaya adalah suatu besarr vektor, sehingga
mempunyai besaran (kg, N, kkN, ton, dyne, dsb.) dan arah tertentu. Mat
ata kuliah statika
memperhatikan dua jenis gaya,, gaya luar/eksternal, gaya-gaya yang sumberny
nya berada di luar
sistem yang amati, dan gaya dala
alam/internal, gaya-gaya yang berada di dalam sistem
sis
yang amati.
Gaya pada umumnya bekerjaa secara lurus horizontal atau lurus vertikal, tetapi
te
sering juga
dijumpai gaya-gaya yang beker
erja pada sistem tertentu dengan sudut tertentu
u (gaya miring).
Gaya itu dilukiskan sebagai sepo
potong garis lurus yang berujung tanda panah dan
d biasa disebut
sebagai vector.
Contoh gaya horizontal
Contoh gaya miring
Panjangnya melukiskan besar ggaya, tanda panah menunjukkan arah kerja gaya.
g
Jika gaya
tersebut bekerja pada sebuah ben
enda maka tempat memegang gaya tersebut diseb
ebut titik pegangan
atau titik pangkal yang pada um
mumnya titik berat dari benda tersebut sedang garis
g
yang ditarik
melalui titik pegang ini arahnya
ya sama dengan arah kerja gaya yang disebutt garis
g
kerja gaya.
Gaya tidak akan berubah sifatn
atnya apabila dipindah-pindahkan dalam garis kerja
k
yang sama
Untuk gaya yang miring, agarr ppengerjakan soal mudah, diuraikan terlebih dahulu
da
dalam arah
sejajar sumbu X dan arah sejajar
ar sumbu Y.
Je
Jenis-Jenis Pembebanan Luar
Beban
Ter
erpusat
(Point
Load):
Beban terpusat adalah pembeban
anan paling sederhana. Pembebanan ini hanya bekerja
b
pada satu
titik
pegang
den
engan
arah
dan
besaran
n
tertentu.
Beban
Merata
(Uniformly
Distributed
Load):
Beban merata adalah pembeban
anan yang bekerja di atas daerah tertentu dan dapat
d
mempunyai
bentuk yang bervariasi (persegii ppanjang, segitiga, parabola). Pembebanan ini dinotasikan
d
degan
q (kN/m). Besar gaya beban m
merata dihitung dengan cara mencari luasan beb
eban merata yang
bekerja pada titik berat jenis beba
ban merata.
Beba
ban merata berbentuk persegi panjang
B
Beban merata berbentuk segitiga
Letak
titik
berat
beban
mera
rata
:
Untuk beban merata berbenuk tr
trapesium, dapat dipecah menjadi dua beban mer
erata (satu persegi
panjang,
satu
segitiga)
Momen:
Beban luar ketiga yang juga se
sering dijumpai adalah beban berupa momen.
n. Beban momen
mempunyai besaran momen (kNm
Nm) dengan arah putaran (searah jarum jam atau
u berlawanan arah
jarum jam).
Beban berupa momen
Berdasarkan kemampuan untukk bergerak atau tidak, beban juga dapat dikateg
tegorikan menjadi:
Beban
Ma
Mati
(Dead
Loads):
Kita mengenal yang disebut bbeban mati yaitu beban yang tidak bisa dip
ipindah-pindahkan
(posisinya tetap) di mana beban
an tersebut adalah gaya yang garis kerjanya adal
alah sama dengan
arah gravitasi bumi. Pembebana
nan seperti ini biasanya berupa beban akibat bera
ratnya sendiri atau
akibat elemen-elemen lain yang
ng melekat pada konstruksi tersebut secara pern
ernamen. Contohcontoh
beban
mati
ada
dalah
berat
lantai,
dinding,
kolum,
m,
atap,
dll.
Beban
Hi
Hidup
(Live
Loads)
Beban hidup berbeda dengan m
mati karena bersifat dinamis, sehingga dapat bergerak
be
dari satu
tempat ke tempat yang lain. Con
ontoh beban hidup adalah truk yang berjalan di atas
at satu jembatan
dan gaya yang bekerja pada jembbatan adalah berat truk yang dipikul oleh roda-ro
roda truk.
Ada pula terdapat beban kenaan
an pada bangunan ( imposed load ) . Mereka kad
adangkala penting
dalam reka bentuk bangunan. Anntaranya adalah :
•
beban angin - beban angin pada bangunan adalah dalam bentuk beban yang seragam
(distributed) yang boleh bertindak pugak dari permukaan bangunan atau selari
dengannya.
• getaran dan gempa bumi - kesan yang tepat dari gempa bumi adalah pergerakan / getaran
bumi yang berlaku dari kejutan gelombang dari pusat gempabumi. Getaran boleh menyebabkan
masalah kepada bangunan serta penghuninya.
Persamaan Kesetimbangan
Di dalam statika, ada tiga syarat yang harus dipenuhi untuk keadaan statis, yaitu:
•
•
•
ΣV=0
ΣH=0
ΣM=0
(gaya vertikal)
(gaya horisontal)
(momen gaya)
Artinya untuk suatu sistem yang statis, jumlah gaya vertikal dan horisontal harus nol (saling
menghabiskan/tidak bergeser) dan jumlah momen untuk setiap titik harus nol (tidak berputar).
Apabila satu sistem terima beban luar, dia akan bergerak, maka diperlukan perletakan untuk
memberi gaya reaksi untuk melawan gaya luar tersebut, sehingga sistem dalam keadaan statis.
Konstruksi Serta Perletakannya
Komponen-komponen yang harus diperhatikan selain beban eksternal adalah beban reaksi akibat
beban luar pada suatu konstruksi. Gaya reaksi ini berasal dari perletakan yang terdapat pada
suatu konstruksi yang berfungsi untuk menyimbangi gaya-gaya luar yang bekerja pada
konstruksi tersebut. Di statika dikenalkan tiga tipe perletakan dasar, dengan sejumlah reaksi
perletakan masing-masing.
•
•
Perletakan Rol (roller support) : Perletakan ini hanya memiliki satu gaya reaksi yang
arahnya tegak lurus permukaan perletakan. Perletakan rol dapat bebas bergerak secara
translateral (samping) dan dapat berputar, tetapi tidak dapat bergerak sejajar arah reaksi
perletakan.
Perletakan Sendi (pin support) : Perletakan ini memiliki dua gaya reaksi, satu dalam
arah horizontal (Fx) dan satu lagi dalam arah vertikal (Fy), tetapi perletakan ini tidak
dapat menahan momen (putaran) sehingga tidak mempunyai reaksi momen. Pada
perletakan ini sistem tidak dapat mengalami translasi tetapi masih dapat mengalami
putaran.
•
Perletakan Jepit (fixed support) : Perletakan ini memiliki tiga gaya reaksi, gaya reaksi
dalam arah horizontal, gaya reaksi dalam arah vertikal, dan reaksi momen, sehingga
perletakan ini dapat menahan translasi dalam segala arah dan rotasi.
Contoh-contoh Konstruksi Lengkap dengan Pembebanan dan Reaksinya