i i Disusun Oleh: Weni Murfihenni, ST., M.Pd ii KATA PENGANTAR Kurikulum 2013 adalah kurikulum berbasis kompetensi. Di dalamnya dirumuskan secara terpadu kompetensi sikap, pengetahuan dan keterampilan yang harus dikuasai peserta didik serta rumusan proses pembelajaran dan penilaian yang diperlukan oleh peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diinginkan. Faktor pendukung terhadap keberhasilan Implementasi Kurikulum 2013 adalah ketersediaan Buku Siswa dan Buku Guru, sebagai bahan ajar dan sumber belajar yang ditulis dengan mengacu pada Kurikulum 2013. Buku Siswa ini dirancang dengan menggunakan proses pembelajaran yang sesuai untuk mencapai kompetensi yang telah dirumuskan dan diukur dengan proses penilaian yang sesuai. Sejalan dengan itu, kompetensi keterampilan yang diharapkan dari seorang lulusan SMK adalah kemampuan pikir dan tindak yang efektif dan kreatif dalam ranah abstrak dan konkret. Kompetensi itu dirancang untuk dicapai melalui proses pembelajaran berbasis penemuan (discovery learning) melalui kegiatan-kegiatan berbentuk tugas (project based learning), dan penyelesaian masalah (problem solving based learning) yang mencakup proses mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, mengasosiasi, dan mengomunikasikan. Khusus untuk SMK ditambah dengan kemampuan mencipta . Sebagaimana lazimnya buku teks pembelajaran yang mengacu pada kurikulum berbasis kompetensi, buku ini memuat rencana pembelajaran berbasis aktivitas. Buku ini memuat urutan pembelajaran yang dinyatakan dalam kegiatan-kegiatan yang harus dilakukan peserta didik. Buku ini mengarahkan hal-hal yang harus dilakukan peserta didik bersama guru dan teman sekelasnya untuk mencapai kompetensi tertentu; bukan buku yang materinya hanya dibaca, diisi, atau dihafal. Buku ini merupakan penjabaran hal-hal yang harus dilakukan peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan kurikulum 2013, peserta didik diajak berani untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Buku ini merupakan edisi ke-1. Oleh sebab itu buku ini perlu terus menerus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan. Kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi berikutnya sangat kami harapkan; sekaligus, akan terus memperkaya kualitas penyajian buku ajar ini. Atas kontribusi itu, kami ucapkan terima kasih. Tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada kontributor naskah, editor isi, dan editor bahasa atas kerjasamanya. Mudah-mudahan, kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan menengah kejuruan dalam rangka mempersiapkan generasi seratus tahun Indonesia Merdeka (2045). Jakarta, Januari 2014 Direktur Pembinaan SMK Drs. M. Mustaghfirin Amin, MBA iii DAFTAR ISI i Disusun Oleh: i Weni Murfihenni, ST., M.Pd i DAFTAR ISI ii KEGIATAN BELAJAR 1 7 MACAM-MACAM BESARAN DAN SISTEM SATUAN 7 1.1 Besaran dan Satuan 7 1.2 Batasan Besaran 8 1.3 Sistim Satuan Internasional (SI) Atau Standar ISO 11 Simbol Besaran 14 Definisi 14 Definisi 17 1.4 Konversi satuan 20 RINGKASAN 26 SOAL LATIHAN 26 KEGIATAN BELAJAR 2 27 MENYUSUN GAYA YANG SETARA 27 2.1 Pengertian Gaya 27 2.2 Kesetaraan Gaya 32 2.3 Keseimbangan Gaya 33 2.4 Pengertian Momen 36 2.5 Momen Statis 37 2.6 Menyusun Gaya yang Setara 38 2.6.1 Menyusun Gaya yang Kolinier ........................................................38 2.6.2 Menyusun Dua Gaya yang Konkuren .............................................39 2.6.3 Menyusun Beberapa Gaya Konkuren .............................................39 X 41 R = 22,53 kN 43 2.6.4 Memadu Gaya yang tidak Konkuren ...............................................46 iv KEGIATAN BELAJAR 3 52 MENGURAIKAN GAYA YANG SETARA 52 3.1 Menguraikan Sebuah Gaya menjadi Dua Buah Gaya 52 3.1.1 Menguraikan Sebuah Gaya menjadi Dua Buah Gaya yang Konkuren ........................................................................52 3.1.2 Membagi Sebuah Gaya menjadi Dua Buah Gaya yang tidak Konkuren ........................................................................55 3.2 Menguraikan Sebuah Gaya menjadi Tiga Buah Gaya 56 3.2.1 Menguraikan sebuah gaya menjadi tiga buah gaya yang tidak konkuren .........................................................................56 l2 57 Statis momen terhadap titik E ..................................................................60 Statis momen terhadap titik D ..................................................................60 Statis momen terhadap titik B ..................................................................60 KEGIATAN BELAJAR 4 62 MENYUSUN GAYA YANG SEIMBANG 62 4.2 Menyusun Gaya Konkuren yang Seimbang 62 4.2 Keseimbangan Gaya yang Tidak Konkuren 64 4.2.1 Keseimbangan Sebuah Gaya Aksi dengan Dua Gaya Reaksi ........64 4.2.2 Keseimbangan Dua buah Gaya Aksi dengan Tiga buah Gaya Reaksi ............................................................................67 KEGIATAN BELAJAR 5 73 PEMBEBANAN PADA KONSTRUKSI BANGUNAN 73 5.1 Gaya luar 73 5.2 Muatan atau beban 74 5.3 Ketentuan-ketentuan tentang pembebanan 76 KEGIATAN BELAJAR 6 91 KONSEP DASAR TUMPUAN, SFD, BMD, NFD 91 6.1 Konsep Dasar Tumpuan 91 6.2 Menghitung Reaksi Tumpuan pada Konstruksi Statika 100 a. 100 6.3 Jenis-Jenis Konstruksi 141 v 6.4 Gaya Normal (Normal Forces Diagram) 145 6.5 Gaya Lintang (Shear Force Diagram) 148 6.6 Momen (Bending Moment Diagram) 151 6.7 Hubungan antara Muatan, Gaya Lintang, dan Momen 158 DAFTAR PUSTAKA 165 1 elamat! Sekarang kalian telah menjadi siswa kelas XI di SMK/MAK Program Keahlian Teknik Bangunan. Sekarang kalian akan mempelajari ilmu mekanika teknik. Mekanika teknik merupakan ilmu utama yang dipelajari di ilmu bangunan atau teknik sipil. Para insinyur menggunakan ilmu tersebut untuk mempelajari perilaku struktur terhadap beban yang bekerja padanya. Perilaku struktur tersebut umumnya adalah lendutan dan gaya-gaya baik gaya reaksi maupun gaya internal. Dalam mempelajari perilaku struktur maka hal-hal yang banyak dibicarakan adalah: stabilitas, keseimbangan gaya, kompatibilitas antara deformasi dan jenis tumpuannnya, dan elastisitas. Dengan mengetahui gaya-gaya dan lendutan yang terjadi maka selanjutnya struktur tersebut dapat direncanakan atau diproporsikan dimensinya serta diketahui kekuatan dari konstruksi yang direncanakan tersebut. Jadi pada dasarnya mekanika teknik ini bertujuan untuk menentukan dimensi, perhitungan kontrol, dan perhitungan kekuatan. a. Perhitungan dimensi Perhitungan dimensi digunakan untuk menentukan ukuran – ukuran dari konstruksi bangunan secara ilmiah dengan penggunan bahan bangunan seminimum dan seefisien mungkin, dengan faktor keamanan tertentu, serta konstruksi bangunan itu mampu mendukung gaya-gaya atau muatan/ beban yang ada. b. Perhitungan kontrol Perhitungan kontrol digunakan untuk memeriksa, apakah suatu bangunan kontruksi yang sudah didirikan cukup kuat dan cukup kaku terhadap beban – beban yang direncanakan. c. Perhitungan Kekuatan Perhitungan yang dilakukan untuk memeriksa konstruksi dari perubahan bentuk, peralihan – peralihan, serta beban-beban pada konstruksi yang tidak melampaui batas. d. Perhitungan Stabilitas Perhitungan yang diperlukan agar bangunan selalu dalam keadaan kokoh S 2 Dalam ilmu mekanika teknik juga dikenal istilah statika. Statika adalah bagian dari ilmu mekanika teknik yang mempelajari tentang semua benda yang tetap atau statis, sedangkan ilmu yang mempelajari semua yang bergerak disebut ilmu dinamika. Kedua bagian itu mempunyai dua persamaan, yaitu gaya-gaya dan pergerakan. Hanya dalam ilmu statika ada ketentuan khusus mengenai pergerakan ini, yaitu pergerakan v = 0. Hal ini berarti, bahwa dalam ilmu statika kita hanya bekerja dengan gaya-gaya yang tidak bergerak, dengan keadaan pergerakan = nol. Peristiwa ini akan terjadi, bila semua gaya yang membebani suatu benda dan gaya-gaya pada tangkai pengungkit (dengan jarak antara gaya dan benda = momen) saling menutupi, sehingga semua gaya seimbang. Oleh sebab itu ilmu statika disebut juga ilmu keseimbangan gaya atau disingkat ilmu keseimbangan. Kita mengharapkan bangunan yang kita tempati dalam kondisi diam atau dalam kondisi seimbang. Keseimbangan itu mula-mula tidak ada dan kalau keseimbangan itu tercapai, segera akan terganggu lagi. Bisa juga terjadi perubahan dalam keseimbangan, yang diakibatkan oleh daya tarik bumi (dalam ilmu statika disebut berat atau bobot sendiri), oleh beban/ muatan yang dikenakan pada benda atau konstruksi bangunan itu (beban berguna) serta oleh kekuatan yang terdapat dalam alam, misalnya air hujan, tekanan angin dan perubahan suhu. Beban ini disebut gaya luar. Karena pembebanan dengan muatan luar, jadi merupakan beban yang bekerja dari luar benda, maka di dalam / pada benda itu sendiri timbul kekuatan/ kekakuan, hal ini sebagai perlawanan terhadap gaya luar tadi, yang kita sebut tegangan. 3 Sekalipun benda itu dalam keadaan seimbang, sebenarnya ia tidak betul-betul kaku atau diam. Ini hanya merupakan ketentuan, yang tidak selalu tampak kasat mata. Benda itu sendiri, atau lebih tepat zat benda itu sendiri, menarik diri terhadap beban yang bekerja dari luar. Benda itu mengubah bentuknya. Perubahan bentuk itu bisa melalui perubahan panjang (memanjang atau memendek), perputaran, pelengkungan. Semua itu bisa terjadi. Tetapi seberapa besar adanya hal itu diperbolehkan? Tentu saja sesedikit mungkin, dan tidak boleh merugikan atau membahayakan penggunaan suatu konstruksi bangunan. Kalau perubahan bentuk itu sudah bisa tampak oleh mata kita, maka ia sudah melampaui batas yang diperkenankan. Salah satu syarat yang penting dalam perubahan bentuk ialah: sesudah beban dilepaskan dari benda tadi, maka benda itu harus dapat kembali pada bentuknya yang semula. Ia harus memegas kembali. Untuk dapat mencapai itu, maka benda harus elastis dan bukannya plastis. Coba kalian bayangkan, bagaimana jika kursi yang setiap hari kalian duduki di kelas tidak kembali pada bentuk semula? Atau bayangkan saja jika jembatan yang kalian lewati tidak kembali ke kondisi semula....padahal banyak sekali orang atau kendaraan yang melintasi jembatan tersebut. Apa yang akan terjadi ? Mengapa kursi atau jembatan tersebut walaupun sering dipakai masih tetap seperti semula ? Next >