ILMU KEKUATAN BAHAN
KEKUATAN BAHAN (STRENGTH OF MATRIALS)
Ø Mempelajari
bahan kaitannya dengan gaya luar yang bekerja dan pengaruhnya terhadap
pemilihan bahan.
Ø Ilmu kekuatan bahan dapat didefinisikan
sebagai suatu disiplin ilmu yang mempelajari tentang kekuatan suatu konstruksi (gedung
atau bangunan). Suatu
konstruksi dapat dikategorikan bagus dan dapat dipertanggung jawabkan
(accountable) apabila telah dihitung berdasarkan ilmu kekuatan bahan secara
benar.
Ø Dalam ilmu kekuatan bahan akan
dipelajari tentang banyak hal misalnya : jenis pembebanan yang diberikan,
gaya-gaya yang bekerja didalamnya, tegangan-tegangan yang terjadi, jenis bahan
dan kasus pembebanan yang diberikan sampai menentukan tegangan yang diizinkan
sehingga seorang Engineer dapat menentukan jenis bahan, dimensi dan mengontrol
kekuatan suatu konstruksi mekanik sesuai dengan fungsi dari ilmu kekuatan bahan
itu sendiri.
Ø Secara garis besar fungsi dari ilmu
kekuatan bahan yakni :
1. Menentukan dimensi yang proporsional.
2. Menentukan beban maksimum.
3. Menentukan bahan yang sesuai atau
cocok.
4. Mengontrol kekuatan bahan dengan melakukan comparisson study (studi
banding) antara tegangan
yang terjadi dengan tegangan yang diizinkan.
-
Sistem
gaya dan beban
Yaitu mempelajari
gaya-gaya yang bekerja pada struktur, untuk menentukan besarnya
ukuran/dimensi penampang dari konstruksi yang dibuat.
Gaya adalah -
besaran yang yang mempunyai nilai dan arah, contoh: gaya dorong, gaya tarik,
gaya gesek, dll.
- Sesuatu
yang menyebabkan kondisi gerak suatu benda.
Macam gaya, ditinjau dari letak/posisi gaya :
1. Gaya luar à gaya yang bekerja pada suatu
benda/struktur
2. Gaya dalam à gaya yang melawan, gaya yang
bekerja pada suatu struktur.
Beban
Beban-beban yang bekerja pada suatu struktur dapat
diklasifikasikan kedalam beberapa kategori, yaitu :
1. Beban Mati (Dead Loads)
Beban mati adalah segala sesuatu bagian struktur yang
bersifat tetap, termasuk dalam hal ini berat sendiri struktur.
Sebagai contoh adalah berat sendiri balok, kolom, pelat
lantai dan dinding. Contoh lain adalah atap, dinding, jendela, plumbing,
peralatan elektrikal, dan lain sebagainya.
2. Beban Hidup (Live Loads)
Beban hidup adalah semua beban yang bersifat dapat
berpindah-pindah (beban berjalan), atau beban yang bersifat sementara yang
ditempatkan pada suatu tempat tertentu.
Sebagai contoh adalah beban kendaraan pada area parkir,
kelengkapan meja/kursi pada kantor, dinding partisi, manusia, beban air pada
kolam renang, beban air pada tangki air, dan lain sebagainya.
3. Beban Gempa (Earthquake Loads)
Beban gempa adalah beban yang bekerja pada suatu struktur
akibat dari pergerakan tanah yang disebabkan karena adanya gempa bumi (baik itu
gempa tektonik atau vulkanik) yang mempengaruhi struktur tersebut.
Gempa mengakibatkan beban pada struktur karena interaksi
tanah dengan struktur dan karakteristik respons struktur.
4. Beban Angin (Wind Loads)
Beban angin adalah beban yang bekerja pada suatu struktur,
akibat pengaruh struktur yang mem-blok aliran angin, sehingga energi kinetic
angin akan dikonversi menjadi tekanan energi potensial, yang menyebabkan
terjadinya beban angin.
Efek beban angin pada suatu struktur bergantung pada berat
jenis dan kecepatan udara, sudut luas angin, bentuk dan kekakuan struktur, dan
faktor-faktor yang lain.
5. Lain-lain
Pada beberapa tempat di beberapa negara, terdapat beban
salju. Beban salju diperhitungkan dalam desain atap struktur bangunan.
Selain itu, terdapat pula beban air hujan. Pada umumnya
beban air hujan juga diperhitungkan dalam desain atap struktur bangunan.
Macam beban, berdasarkan bentuknya :
1.
Beban terpusat à beban
yang bekerjanya hanya pada satu titik saja. Satuannya : kg, kN. Contoh : orang,
as kendaraan.
2.
Beban terbagi merata à beban yang bekerja pada suatu bidang dengan panjang atau
luasan tertentu. Satuannya : kg/m, kg/m2. Contoh : berat sendiri, berat lantai.
3.
Beban segitiga à beban
yang bekerja pada suatu bidang tetapi tidak merata dan bentuk bebannya seperti
segitiga. Contoh : beban air pada dinding, beban tanah pada penahan tanah.
4.
Beban trapesium à gabungan
antara beban segitiga dan beban merata.
Jika ditinjau dari arahnya
(beban) dan akibatnya terhadap komponen yang menahannya, pembebanan
dikategorikan menjadi 5 jenis, yaitu :
a. Pembebanan Tarik yakni
apabila gaya yang bekerja sejajar dengan garis sumbu atau tegak lurus terhadap
penampang potong berorientasi kerja keluar (menjauh) sehingga mengakibatkan
batang atau elemen konstruksi mengalami perpanjangan.
b. Pembebanan Tekan yakni
apabila gaya yang bekerja sejajar dengan garis sumbu atau tegak lurus terhadap
penampang potong berorientasi kerja kedalam (menuju) sehingga mengakibatkan
batang atau elemen konstruksi mengalami perpendekan.
c. Pembebanan Bengkok
yakni apabila gaya yang bekerja dengan jarak tertentu terhadap penampang potong
yang mengakibatkan momen bending pada batang atau elemen konstruksi tersebut.
d. Pembebanan Geser yakni
apabila gaya yang bekerja sejajar dengan penampang potong atau tegak lurus
terhadap garis sumbu yang mengakibatkan elemen kontruksi (batang) mengalami
pergeseran.
e. Pembebanan puntir yakni
apabila gaya yang bekerja sejajar penampang potong dengan jarak radius tertentu
terhadap sumbu batang (garis sumbu) yang mengakibatkan momen puntir .
