Kuliah Pertama Pengenalan Statika dan Sistem Pembelajaran Statika

        Tujuan Kuliah Memberikan pengenalan dasar tentang Ilmu Statika Diharapkan pada kuliah pertama mahasiswa mengenali latarbelakang mengapa kita (Mahasiswa Teknik Sipil) perlu belajar ilmu Statika, manfaat dari ilmu Statika Materi kuliah : Mengenali materi-materi yang akan diajarkan pada mata kuliah Statika dan kontrak pembelajaran pada mata kuliah Statika

        APA YANG DIMAKSUD DENGAN STATIKA ?
Statika atau Mekanika Teknik atau juga dikenal sebagai Mekanika Rekayasa merupakan bidang ilmu utama (dasar keahlian) yang dipelajari di ilmu teknik sipil. Pokok utama atau materi dari Statika adalah mempelajari perilaku struktur terhadap beban yang bekerja padanya. Perilaku struktur tersebut umumnya mencakup keseimbangan gaya, uraian gaya, gaya reaksi dan gaya internal yang ada pada struktur.


Dalam mempelajari perilaku struktur pada mata kuliah Statika, maka hal-hal penting yang selalu diperhatikan adalah :

• Stabilitas struktur (tidak bergerak, tidak berpindah tempat dan tidak berubah bentuk).
• Keseimbangan Gaya (gaya luar atau beban yang bekerja pada struktur harus diimbangi oleh reaksi struktur terhadap beban tersebut)
• Kompatibilitas antara gaya-gaya yang bekerja pada struktur dengan jenis tumpuannya dan bentuk strukturnya.

Gaya Luar terdiri dari Muatan (Gaya Aksi) dan Reaksi Tumpuan (Gaya Reaksi) yang menciptakan kestabilan atau keseimbangan struktur. Muatan yang membebani suatu struktur akan dirambatkan oleh struktur ke dalam tanah melalui pondasi. Gaya-gaya dari tanah yang memberikan perlawanan terhadap gaya rambat tersebut dinamakan Reaksi Tumpuan.
Muatan adalah beban yang bekerja pada suatu struktur dapat berupa beban hidup manusia, beban kendaraan, beban angin, beban gempa, beban hidrolis air, beban aktif tanah dll. Muatan yang bekerja pada struktur secara umum dibagi menjadi dua yaitu muatan tetap dan muatan sementara. Muatan tetap bekerja sepanjang umur struktur, beban ini juga dikenal sebagai beban mati atau berat mati struktur. Sebagai contoh berat mati struktur dari beton 2400 kN/m3, berat mati struktur baja 7200 kN/m3, berat mati struktur kayu 960 kN/m3, berat tegel di atas lantai 75 kN/m2). Muatan sementara bekerja tidak tetap pada strukur, muatan ini juga dikenal sebagai muatan tidak tetap (muatan hidup) seperti muatan gempa, angin, kendaraan, orang.

Muatan-muatan selalu mempunyai besaran, arah, dan garis kerja, misalnya :

• Beban angin bekerja tegak lurus bidang yang menentangnya, berupa beban merata pada umumnya mempunyai arah mendatar (misal 40 N/m2)
• Berat kendaraan, merupakan muatan titik yang mempunyai arah tegak lurus bidang singgung roda, arah gaya akibat beban kendaraan adalah vertikal ke bawah (misal 10kN)
• Gaya tekan air (gaya tekan tanah), bekerja tegak lurus dinding yang terletak di dalam air (didalam tanah), besarnya gaya tekan air (tanah) dihitung secara hidrostatis berbentuk beban segitiga, makin dalam makin besar gayanya.
• Beban manusia bekerja tegak lurus bidang injaknya dan berupa beban titik atau beban merata dengan arah vertikal ke bawak (misal 100 kN atau 100 kN/m2).

Beban Kendaraan(Beban titik)
Beban Gempa (Beban Titik)
Beban Horizontal (Beban Terpusat)
Beban Vertikal (Beban Merata)
Beban Angin (Beban Merata)

Tekanan Aktif Tanah
Tekanan Aktif Tanah Dan Beban Hidrostatis Tekanan Aktif Tanah Dan Beban Hidrostatis Beban Segitiga
Suatu struktur akan stabil bila struktur tersebut diletakkan di atas pondasi yang baik. Pondasi akan melawan gaya aksi yang diakibatkan oleh muatan yang diteruskan oleh struktur kepada pondasi. Gaya lawan yang ditimbulkan pada pondasi disebut: Gaya Reaksi (Reaksi Perletakan). Kemampuan pondasi atau tumpuan menahan gaya aksi sangat ditentukan oleh bentuk pondasinya. Bentuk pondasi yang umum ada pada struktur dapat berupa roll (roda/perletakan geser), sendi (engsel) dan jepit.

Tumpuan roll (roda/perletakan geser) mampu menahan gaya yang arahnya tegaklurus bidang dimana tumpuan diletakkan. Tumpuan sendi (engsel) mampu menahan gaya yang arahnya tegaklurus dan sejajar bidang dimana tumpuan diletakkan. Tumpuan jepit mampu menahan gaya yang arahnya tegaklurus dan sejajar bidang dimana tumpuan diletakkan dan juga mampu menahan gaya yang menyebabkan tumpuan berputar..
Tumpuan Roll
Tumpuan Sendi
Tumpuan Jepit
Macam-macam Tumpuan dan Reaksinya
Sendi
Roll Sendi Roll Sendi Roll
Sendi
Roll Roll Sendi Balok di atas dua tumpuan Balok di atas banyak tumpuan (gerber)
Sendi Sendi Sendi Sendi
Sendi Sendi Portal 3 Sendi


Gaya dalam adalah gaya yang ada di dalam badan struktur yang berusaha menjaga keseimbangan beban-beban luar yang bekerja pada struktur. Gaya dalam dapat juga diartikan sebagai gaya pada badan struktur yang timbul akibat adanya keseimbangan gaya aksi dan reaksi. Gaya dalam tidak mungkin timbul jika gaya aksi dan reaksi tidak seimbang.
Sebagai contoh jika kita membangun rumah diatas tanah yang keras, maka tanah mampu memberi reaksi balik akibat beban luar yang bekerja pada struktur. Akan terjadi keseimbangan gaya. Elemen struktur akan mengalami gaya dalam. Sebaliknya jika bangunan berdiri di atas tanah sangat lunak, maka tanah tidak akan mampu menahan beban aksi pada struktur. Bangunan akan turun, Pada saat turun maka seluruh elemen bangunan tidak mengalami gaya dalam.

Apa Tujuan Kita Belajar STATIKA ?
1.Untuk mengetahui tentang konsep keseimbangan gaya
2.Untuk mengetahui jenis tumpuan dan pengaruh tumpuan pada analisa keseimbangan gaya
3.Untuk mengetahui konsep keseimbangan antara beban aksi dan reaksi pada struktur statis tertentu
4.Untuk mengetahui adanya gaya dalam pada struktur akibat adanya keseimbangan gaya aksi dan reaksi
5.Distribusi gaya dalam pada struktur statis tertentu agar diketahui bagian mana dari struktur yang menderita gaya dalam terbesar

Apa Tujuan Kita Belajar STATIKA ?
1.Bagian struktur yang menderita gaya dalam terbesar akan mengalami tegangan yang terbesar. Kehancuran struktur akan terjadi pada bagian struktur yang menderita tegangan terbesar,tujuan kita belajar statika untuk menghindari kesalahan-kesalahan yang dapat merusak bangunan.
2.Menjadi bekal bagi kita untuk memahami perilaku struktur pada saat mengalami pembebanan

APA YANG DIPELAJARI DI STATIKA ?
Ilmu Gaya :
-Uraian Gaya
-Superposisi Gaya
-Resultante Gaya Analisa dengan cara analitis dan Grafis
APA YANG DIPELAJARI DI STATIKA ? Keseimbangan Gaya :
-Keseimbangan Gaya Luar (Aksi dan Reaksi) Analisa dengan cara grafis dan analitis
APA YANG DIPELAJARI DI STATIKA ? Keseimbangan Gaya :
-Keseimbangan Gaya Luar Dan Gaya Dalam
-Bidang-Bidang Gaya Dalam

APA YANG DIPELAJARI DI STATIKA ? Materi Kuliah:
1.Pengenalan Statika dan sistem Pembelajaran Statika
2.Dasar-Dasar Ilmu Gaya, keseimbangan gaya, resultante gaya, menghitung resultante gaya secara analitis dan grafis
3.Mencari Resultante Gaya secara Grafis dan Analitis untuk gaya kolinier, konkurent, koplanar dan sejajar.
4.Mencari Resultante Gaya Secara Grafis Dan Analitis , dasar-dasar perhitungan reaksi perletakan
5.Mencari reaksi perletakan pada balok sederhana, balok dengan kantilever/konsol dan balok gerber.
6.Menghitung Reaksi Perletakan secara Grafis dan Analitis Pada Portal 3 sendi
7.Pengenalan Gaya Dalam
8. Ujian Mid Semester
APA YANG DIPELAJARI DI STATIKA ?
Materi Kuliah:
 9. Perhitungan gaya-gaya dalam pada balok ditumpu sederhana, konsep bidang gaya dalam, persamaan gaya dalam
10. Perhitungan dan penggambaran bidang gaya dalam pada balok sederhana.
11. Perhitungan dan penggambaran bidang gaya dalam pada balok gerber.
12. Perhitungan dan penggambaran bidang gaya dalam pada balok gerber.
 13. Gaya Dalam Pada Portal 3 sendi
 14. Bidang Gaya Dalam Pada Portal 3 sendi
15. Ujian Akhir Semester

Sistem Satuan yang digunakan pada kuliah STATIKA
Nama
Panjang
Waktu
Massa
Gaya
SI (Sistem International)
Meter (m)
Second (s)
Kilogram (kg)
Newton (N)(kgm/s2)
Meter (m)
Second (s)
Kilogram (kg)
Kilogram force (kgf)
1 MPa = 1 N/mm2 = 10 kgf/cm2 = 100tf/m2 1 MPa =100tf/m2 = 100.000kgf/m2 1 KPa = 100kgf/m2 1 MPa = 1000 kpa 1 KPa =1kN/m2 1N =1kgm/s2 1 g = 10 m/s2 1kgf = 1kilogramforce 1tonf = 1tonforce Konversi tekanan (gaya per satuan luas).
N = 0.001 kN [KN] = 1 kN MN = 1000 kN lb (pon) = 0044482 kN klb (kilopon) = 4.4482 kN

Sumber refrensi
•Daniel L. Schodek : “Struktur”, edisi kedua, alih bahasa Bambang Suryoatmono, Erlangga
•Soemono :”Statika 1”, Penerbit ITB
•Heinz Frick :”Mekanika Teknik 1, Statika dan Kegunaannya”,Penerbit Kanisius.
•Timoshenko dan Young:”Mekanika Teknik”,Erlangga

Sekian dan terimakasih.