Upload
ghanz-s-rockvanka
View
291
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Tugas semester pendek
Citation preview
Kata Pengantar
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Swt, atas rahmat dan segala
karunia-Nya yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas
makalah Mekanika Bahan ini.
Adapun dibuatnya tugas ini dengan tujuan untuk memenuhi tugas Semester Pendek
demi perbaikan nilai yang diberi oleh Dosen Mekanika Bahan. Selain itu, penulis berharap
tugas ini sekiranya bisa menambah wawasan pembaca dan penulis sendiri.
Penulis sadar bahwa penulisan makalah ini jauh dari kesempurnaan untuk itu, penulis
mengharapkan kritik dan saran yang membangun sekiranya dari pembaca guna melengkapi
kekurangan yang ada dalam
atas perhatiannya terima kasih …..!!!
Malang, 30 Juli 2013
Rengga E. Sarvian M.
Daftar Isi
Kata Pengantar
Daftar Isi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Dasar Teori
2.2 Karakteristik
2.3 Mekanika
2.4 Contoh Soal
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
3.2 Saran
Daftar Pustaka
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mekanika Bahan merupakan ilmu yang berhubungan dengan teknik sipil, karena
didalamnya terkandung ilmu yang mempelajari tentang beban - beban yang bekerja di
dalam suatu kontruksi bangunan yang akan direncanakan oleh teknik sipil, kuat tidaknya
suatu kontruksi yang di gunakan pada suatu bangunan, lendutan yang terjadi pada
kontruksi yang di gunakan, dan juga beban yang mampu di tahan oleh konstruksi tersebut.
Hal tersebut harus mampu di hitung sebelum melaksanakan suatu proyek pembangunan
kontruksi agar dapat di ketahui batas aman yang ada dalam setiap batang kontruksi.
Sebagai contoh sebuah perencanaan gedung bertingkat pasti ada perhitungan
pembuatannya agar gedung itu aman dan kokoh berdiri, maka diperlukan ilmu Mekanika
Bahan yang menghitung beban beban yang bekerja dalam gedung itu, dan juga kuat
tidaknya bahan yang digunakan kolom ataupun balok pada gedung tersebut.
Kuatnya konstruksi sangat tergantung dengan bahan yang dipakai dalam konstruksi
tersebut. Bahan konstruksi bisa berasal dari alam maupun buatan manusia yang dibuat
dengan mencampur berbagai bahan yang ada untuk mendapatkan kualitas bahan
konstruksi yang semakin baik. Semakin baik kuat dan kualitas bahan semakin kuat
konstruksi tersebut.
Dalam makalah ini akan dijelaskan teori , sifat , serta karakteristik beberapa bahan
yang sering dipakai dalam kontruksi yaitu :
a. Kayu
b. Aluminium
c. Agregat kasar
d. Agregat halus
e. Tanah
f. Portland cement
g. Aspal, dan
h. Batu bara
Dengan mengetahui karakterisik, jenis dan sifat dari bahan seorang teknik sipil dapat
mengetahui kekuatan bahan serta kelemahan bahan tersebut untuk dipergunakan sebagai
bahan konstruksi.
1.2 Rumusan Masalah
a. Apa yang dimaksud dari :
Kayu
Aluminium
Agregat kasar
Agregat halus
Tanah
Portland Cement (PC)
Aspal
Batu bara
b. Bagaimana Karakteristik sifat, jenis dan kelebihan serta kekurangan dari :
Kayu
Aluminium
Agregat kasar
Agregat halus
Tanah
Portland Cement (PC)
Aspal
Batu bara
c. Apa yang dimaksud dengan mekanika
d. Contoh soal
e. Kesimpulan
1.3 Tujuan
a. Dapat memahami pengertian dari :
Kayu
Aluminium
Agregat kasar
Agregat halus
Tanah
Portland Cement (PC)
Aspal
Batu bara
b. Dapat mengetahui karakteristik sifat dan jenis serta kelebihan dan kekurangan dari :
Kayu
Aluminium
Agregat kasar
Agregat halus
Tanah
Portland Cement (PC)
Aspal
Batu bara
c. Dapat mengetahui mekanika dari :
Kayu
Aluminium
Agregat kasar
Agregat halus
Tanah
Portland Cement (PC)
Aspal
Batu bara
d. Dapat memberikan contoh soal mekanika
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Dasar Teori
a. Kayu
Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan yang mengeras
karena mengalami lignifikasi (pengayuan) dan merupakan hasil hutan yang mudah
diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi Kayu digunakan
untuk berbagai keperluan, mulai dari memasak, membuat perabot (meja, kursi), bahan
bangunan (pintu, jendela, rangka atap), bahan kertas, dan banyak lagi. Kayu juga
dapat dimanfaatkan sebagai hiasan-hiasan rumah tangga dan sebagainya.
Penyebab terbentuknya kayu adalah akibat akumulasi selulosa dan lignin pada
dinding sel berbagai jaringan di batang. Ilmu perkayuan (dendrologi) mempelajari
berbagai aspek mengenai klasifikasi kayu serta sifat kimia, fisika, dan mekanika kayu
dalam berbagai kondisi penanganan. Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak dapat
ditiru oleh bahan-bahan lain. Pemilihan dan penggunaan kayu untuk suatu tujuan
pemakaian, memerlukan pengetahuan tentang sifat-sifat kayu.
b. Besi
Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan
untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang
merusakkan. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26.
Besi merupakan logam paling banyak, dan dipercayai unsur kimia kesepuluh paling
banyak di alam sejagat.
Besi juga merupakan unsur paling banyak (menurut jisim, 34.6%) membentuk
Bumi; penumpuan besi pada lapisan berlainan di Bumi berbeza antara tinggi
peratusannya pada lapisan dalam sehingga 5% pada kerak bumi; terdapat
kemungkinan bahawa teras dalam Bumi mengandungi hablur besi tunggal walaupun
ia berkemungkinan sebatian besi dan nikel; jumlah besar besi dalam Bumi dijangka
menyumbang kepada medan magnet Bumi. Untuk mendapatkan unsur besi, campuran
lain mesti disingkir melalui pengurangan kimia. Besi digunakan dalam penghasilan
besi waja, yang bukannya unsur tetapi aloi, sebagian logam berlainan (dan sebahagian
bukan-logam, terutamanya karbon).
c. Aluminium
Aluminium adalah logam yang paling banyak terdapat di kerak
bumi,dan unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon. Aluminium terdapat
dikerak bumi sebanyak kira-kira 8,07% hingga 8,23% dari seluruh massa padatdari
kerak bumi, dengan produksi tahunan dunia sekitar 30 juta ton
pertahund a l am b en tu k b auk s i t d an b eb a t uan l a i n ( co r r u nd u m,
g i b bs i t e , b o e h mi t e , diaspore, dan lain-lain) (USGS). Sulit menemukan
aluminium murni di alamkarena aluminium merupakan logam yang cukup reaktif.
d. Agregat Kasar
Agregat kasar adalah komponen utama alam pembinaan struktur konkrit. Ia
memainkan peranan yang penting dalam proses membantu konkrit. Agregat kasar
adalah terdiri dari serpihan batu yang ukurannya melebihi 5 mm sehingga ukuran
maksimum yang dibenarkan untuk kerja – kerja konkrit yang tertentu, biasanya tidak
melebihi 50 mm. Agregat kasar biasanya diambil dari batu gunung, batu sungai (batu
kali) dan hasil smpingan proses penambangan.
e. Agregat Halus
Agregat halus adalah butiran halus yang memiliki kehalusan 2mm – 5mm. Agregat
halus merupakan pengisi yang berupa pasir. Ukurannya bervariasi antara
ukuran no.4 dan no. 100 saringan standar Amerika. Agregat halus yang baik harus
bebas bahan organik,lempung, partikel yang lebih kecil dari saringan no.100 atau
bahan-bahan lain yang dapat merusak campuran beton. Menurut SNI 1737-1989-F ,
agregat adalah sekumpulan butir-butir batu pecah, kerikil, pasir,atau mineral lainnya
baik berupa hasil alam maupun hasil buatan.
f. Tanah
Tanah adalah permukaan bumi atau lapoisan bumi yang di atas sekali. Dalam istilah
teknik, pengertian tanah adalah butiran kerikil kasar, pasir, tanah lempung, tanah liat dan
semua bahan lepas lainnya termasuk lapisan tanah paling atas, sampai pada lapisan tanah
keras. Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan organisme, membentuk
tubuh unik yang menutupi batuan.Proses pembentukan tanah dikenal
sebagai ''pedogenesis''. Proses yang unik ini membentuk tanah sebagai tubuh alam
yang terdiri atas lapisan-lapisan atau disebut sebagai horizon tanah. Setiap horizon
menceritakan mengenai asal dan proses-proses fisika, kimia, dan biologi yang telah
dilalui tubuh tanah tersebut.
Hans Jenny (1899-1992), seorang pakar tanah asal Swiss yang bekerja
di Amerika Serikat, menyebutkan bahwa tanah terbentuk dari bahan induk yang telah
mengalami modifikasi/pelapukan akibat dinamika faktor iklim, organisme (termasuk
manusia), dan relief permukaan bumi (topografi) seiring dengan berjalannya waktu.
g. Portland Cement (PC)
Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) nomor 15-2049-2004, semen
Portland adalah semen hidrolisis yang dihasilkan dengan cara menggiling terak
(Clinker) portland terutama yang terdiri dari kalsium silikat (xCaO.SiO2) yang bersifat
hidrolis dan digiling bersama – sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih
bentuk kristal senyawa kalsium sulfat (CaSO4.xH2O) dan boleh ditambah dengan
bahan tambahan lain (Mineral in component).
h. Aspal
Aspal atau bitumen adalah suatu cairan kental yang merupakan senyawa
hidrokarbon dengan sedikit mengandung sulfur, oksigen, dan klor. Kandungan utama
aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik dan aromatic yang
mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Atom-atom selain hidrogen dan
karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa
atom lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10%
hydrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi,
nikel, dan vanadium. Senyawa-senyawa ini sering dikelaskan atas aspalten (yang
massa molekulnya kecil) dan malten (yang massa molekulnya besar). Biasanya aspal
mengandung 5 sampai 25% aspalten. Sebagian besar senyawa di aspal adalah
senyawa polar.
i. Batu Bata
Batu bata merah merupakan salah satu bahan material sebagai bahan pembuat
dinding. Batu bata terbuat dari tanah liat yang dibakar sampai berwarna kemerah
merahan. Seiring perkembangan teknologi, penggunaan batu bata semakin menurun.
Munculnya material-material baru seperti gipsum,bambu yang telah diolah, cenderung
lebih dipilih karena memiliki harga lebih murah dan secara arsitektur lebih indah.
2.2 Karakteristik ,
a. Kayu
Sifat - Sifat :
Sifat mekanikal kayu antara lain :
- Kayu memiliki kekuatan tarik lebih besar searah serat kayu
- Kekuatan tekan kayu lebih lemah pada arah melintang serat.
- Keteguhan geser kayu paling besar adalah pada posisi melintang serat kayu
- Kayu juga tahan terhadap gaya yang berusaha melengkungkan kayu dengan
satu kali tekanan secara terus menerus atau berkali-kali (secara mendadak,
seperti pukulan).
- Daya tahan kekuatan kayu terhadap tekanan belah paling rendah pada posisi
searah serat
Jenis – jenis :
- Kayu keras berat
- Kayu keras sederhana
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan kayu antara lain :
- Kayu mudah dalam pengerjaan, bisa dibuat atau dibentuk sesuai keinginan,
misalkan saja untuk ukiran, desain kusen, dll. Selain itu, kayu juga mudah
untuk dipaku, dibaut, dan direkatkan
- Kualitas kayu bisa dilihat secara visual, misalkan saja bila terjadi cacat
kayu dapat diketahui secara kasat mata.
- Kayu lebih tahan terhadap tekanan dan lenturan.
- Dengan adanya bermacam jenis kayu, maka kayu memiliki tekstur yang
baik dan indah.
- Kayu memiliki berat jenis yang cukup ringan sehingga bisa mengapung dan
sifat resonansinya.
- Kayu dapat diubah menjadi bentuk pulp (bubur kayu), dan bisa diolah
untuk dijadikan bahan produk lainnya, misal untuk bahan baku pembuatan
kertas.
Kekurangan kayu antara lain :
- Tidak tahan api, sehingga kayu mudah terbakar, apalagi kalau dalam
kondisi kering.
- Kayu tidak dapat dimanfaatkan secara keseluruhan sehingga sisa
penggunaan kayu hanya menjadi limbah.
- Untuk pekerjaan tertentu (yang besar atau lebar), kayu tidak bisa menutup
secara keselurahan karena terbatasnya diameter kayu. Biasanya untuk
menyikapi hal ini kayu harus disambung atau diperlebar/perbesar.
- Kayu mudah diserang oleh serangga pemakan kayu seperti rayap atau
serangga lainnya.
- Kayu mengandung air dan berpengaruh besar terhadap bentuk kayu. Kayu
yang belum kering biasanya masih mengalami penyusutan atau perubahan
bentuk, oleh karena itu kayu harus dikeringkan sebelum digunakan.
- Kayu bersifat higroskopis, dan sensitif terhadap kelembaban.
b. Besi
Sifat – sifat :
Sifat fisika besi yaitu :
- Pada suhu kamar berwujud padat, mengkilap dan berwarna keabuabuan.
- Merupakan logam feromagnetik karena memiliki empat electron tidak
berpasangan pada orbital d.
- Penghantar panas yang baik.
Sifat kimia besi yaitu :
- Unsur besi bersifat elektropositif (mudah melepaskan elektron) sehingga
bilangan oksidasinya bertanda positif.
- Fe dapat memiliki biloks 2, 3, 4, dan 6. Hal ini disebabkan karena
perbedaan energy elektron pada subkulit 4s dan 3d cukup kecil, sehingga
elektron pada subkulit 3d juga terlepas ketika terjadi ionisasi selain
electron pada subkulit 4s.
- Logam murni besi sangat reaktif secara kimiawi dan mudah terkorosi,
khususnya di udara yang lembab atau ketika terdapat peningkatan suhu.
- Memiliki bentuk allotroik ferit, yakni alfa, beta, gamma dan omega dengan
suhu transisi 700, 928, dan 1530oC. Bentuk alfa bersifat magnetik, tapi
ketika berubah menjadi beta, sifat magnetnya menghilang meski pola
geometris molekul tidak berubah.
- Mudah bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti halogen, sulfur,
pospor, boron, karbon dan silikon.
- Larut dalam asam- asam mineral encer.
Jenis – jenis
Besi terbagi menjadi 5 jenis yaitu :
- Besi mentah atau Pig iron yang mengandungi 4% – 5% karbon dengan
sejumlah bendasing seperti belerang, silikon dan fosforus. Kepentingannya
adalah ia merupakan perantaraan daripada bijih besi kepada besi tuang dan
besi waja.
- Besi tuang (Cast iron) mengandungi 2% – 3.5% karbon dan sejumlah kecil
mangan. Bendasing yang terdapat di dalam besi mentah yang dapat
memberikan kesan buruk kepada sifat bahan, seperti belerang dan fosforus,
telah dikurangkan kepada tahap boleh diterima.
- Besi karbon mengandungi antara 0.5% dan 1.5% karbon, dengan sejumlah
kecil mangan, belerang, fosforus, dan silikon.
- Besi tempa (Wrought iron) mengandungi kurang daripada 0.5% karbon. Ia
keras, mudah lentur, dan tidak mudah dilakurkan berbanding dengan besi
mentah.
- Besi oksida (III) digunakan dalam penghasilan storan magnetik dalam
komputer. Ia sering dicampurkan dengan bahan lain, dan mengekalkan
ciri-ciri mereka dalam larutan.
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan besi di antaranya :
- Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,
- Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan
- Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi.
Kekurangan atau kelemahan besi yaitu:
- mudah mengalami korosi Korosi menimbulkan banyak kerugian karena
mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi.
garam.
c. Aluminium
Sifat – sifat :
Sifat mekanik aluminium :
- Aluminium memiliki kekuatan tensil yang sangat rendah, yaitu sekitar
90 MPa, sehingga untuk penggunaan yang memerlukan kekuatan
tensil yang tinggi, aluminium perlu dipadukan
- Kekerasan bahan aluminium sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala
Brinnel, sehingga dengan sedikit gaya saja dapat mengubah
bentuk logam.
- Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. ductility yaitu seberapa
jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpaterjadinya retakan
Jenis – jenis
Jenis Aluminium dibedakan berdasarkan kemurnian atau persentase
aluminium murni dalam komposisi kimia materialnya. Pengelompokan ini
diatur oleh Aluminium Association. Aluminium dibagi menjadi 8 yaitu :
- Untuk Aluminium dengan kemurnian di atas 99%
- Untuk paduan Coper
- Untuk paduan Mangan
- Untuk paduan Silikon
- Untuk paduan Magnesium
- Untuk paduan Magnesium Silikon
- Untuk paduan zinc
- other element
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan aluminium yaitu :
- Tahan panas,
- Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. ductility yaitu seberapa
jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa terjadinya retakan
- Ringan , dan
- Harganya lebih murah dari stainless steel.
Kekurangan aluminium yaitu :
- Memiliki kekuatan tensil yang sangat rendah
- Mudah berkarat
d. Agregat Kasar
Sifat – sifat :
- Memiliki tekstur kasar
Jenis – jenis
Jenis agregat kasar menurut asal kejadian antara lain :
- Batuan beku, berasal dari magma yang mendingin dan membeku
- Batuan sedimen, berasal dari campuran partikel mineral, sisa hewan, dan
tanaman.
- Batu metamorfik, berasal dari batuan sedimen ataupun batuan beku yang
mengalami proses perubahan bentuk akibat banyak adanya perubahan
tekanan dan temperatur dari kulit bumi.
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan agregat kasar :
- Memiliki banyak kegunaan baik sebagai bahan jalan maupun bahan
konstruksi
- Mutu ketahanan kimia agregat kasar lebih besar dari agregat halus
Kekurangan :
- Membutuhkan waktu lama untuk dalam proses penyaringan untuk
mendapatkannya
e. Agregat Halus
Sifat – sifat :
- Memiliki tekstur halus
Jenis – jenis
Adapun tipe daripada agregat halus tersebut antara lain :
- P as i r G a l i an
Pasir ini diperoleh lansung dari permukaan tanah atau dengan cara
menggali. Bentuk pasir ini biasanya tajam, bersudut, berpori dan bebas dari
kandungan garam walaupun biasanya harus dibersihkan dari kotoran tanah
dengan jalan dicuci terlebih dahulu.
- P as i r S un ga i
Pasir ini diperoleh langsung dari dasar sungai, yang pada umumnya berbutir
halus, bulat-bulat akibat proses gesekan. Daya lekatan antar butiran agak
kurang karena bentuk butiran yang bulat.
- P as i r Lau t
Pasir laut adalah pasir yang diambil dari pantai. Butir -butirnya
halus dan bulatkarena gesekan. Pasir ini merupakan pasir yang jelek
karena mengandung banyak garam.
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan :
- Mudah diperoleh dari alam
- Memiliki banyak kegunaan baik sebagai bahan jalan maupun bahan
konstruksi
Kekurangan :
- Mutu ketahanan kimia agregat halus lebih kecil dari agregat kasar
f. Tanah
Sifat – sifat :
Adapun sifat-sifatnya antara lain:
- Bersifat Permeabilitas (Permeability), yaitu mengukur/menentukan
kemampuan tanah di lewati air melalui pori-porinya.
- Tanah memiliki warna yang berbeda-beda tergantung kedalaman tanah
- memiliki tekstur
- Bersifat plastis
Jenis – jenis :
Berdasarkan keadaan tanah dibedakan menjadi 3 yaitu :
- Tanah asli / bank
o Tanah dalam kondisi aslinya (belum terusik)
o Ukurannya dinyatakan dalam bank measure (BM)
- Tanah lepas / loose
o Tanah setelah digusur / digali / diangkut dan sebagainya
o Ukurannya dinyatakan dalam loose measure (LM)
o Volume tanah lepas lebih besar dari volume tanah asli karena mengembang
(swell)
- Tanah padat / pampat / compacted
o Keadaan tanah setelah usaha pemadatan
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan :
- Mudah diperoleh dikarenakan ada di mana-mana
- Bentuk teksturnya bermacam-macam
- Memiliki kemampuan untuk menahan tekanan-tekanan tanpa mengalami
keruntuhan
Kekurangan :
- Mudah terkikis air atau mengalami erosi
g. Portland Cement (PC)
Sifat – sifat :
- Hiderasi semen
- Setting dan hardening
- Penyusutan
- kelembapan
Jenis – jenis :
- Semen Portland pozolan
- Semen putih
- Semen mansory
- Semen sumur minyak
- Hidropobic cement
- Waterproofed cement
- Semen alumina
Kelebihan dan kekurangan :
Kelebihan :
- Digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan Beton
- Sebagai pengikat dan bahan plesteran
- Mempunyai banyak kegunaan terhadap konstruksi
Kekurangan :
- Biaya pembuatannya mahal
- Tidak tahan terhadap korosi pada beton bertulang
h. Aspal
Sifat – sifat
- Memiliki sifat viskoelastis
- durabilitas aspal yaitu aspal mampu menghambat laju penuaan akibat
oksidasi
- Adesi adalah kemampuan partikel aspal untuk melekat satu sama lainnya
- kohesi adalah kemampuan aspal untuk melekat dan mengikat agregat
- Seluruh aspal bersifat termoplastik yaitu menjadi lebih keras bila
temperatur menurun dan melunak bila temperatur meningkat
Jenis – jenis
- Aspal MacAdam adalah aspal yang digunakan untuk menambal tebal
kontruksi pondasi dan untuk memperbaharui permukaan.
- Aspal beton adalah batuan kering yang dipanaskan dicampur dengan aspal
panas dengan aspal panas dalam pabrik pencampur dan diangkut ketempat
pekerjaan
- Aspal Butas adalah aspal yang tergolong aspal batu / rock aspal, banyak di
temui di pulau buton, sulawesi tenggara. Bentuknya seperti batu cadas
berwarna hitam
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan :
- Digunakan sebagai bahan baku pelekat dan pengikat jalan
- Memiliki kemampuan durabilitas yang dapat menghambat penuaan akibat
oksidasi
Kekurangan :
- Mahal harganya
- Memiliki kelemahan pada sifat termoplastik yaitu melunak apabila
temperature meningkat
i. Batu Bata
Sifat –sifat
- batu bata memiliki daya serap terhadap panas
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan :
- Kedap air, sehingga jarang terjadi rembesan pada tembol akibat air hujan.
- Keretakan relatif jarang terjadi.
- Kuat dan tahan lama.
- Penggunanaan rangka beton pengakunya lebih luas, antara 9 – 12 m2.
Kekurangan :
- Waktu pemasangan lebih lama dibandingkan batako dan bahan dinding
lainnya.
- Biaya lebih tinggi
2.3 Mekanika
Mekanika adalah suatu ilmu yang mempelajari hubungan antara gaya
yang bekerja pada benda kaku. Dalam mekanika bahan ditekankan pada
kekuatan bahan yang berlawanan dengan mekanika. Kekuatan bahan
berkaitan dengan hubungan antara gaya luar yang bekerja dan pengaruhnya
terhadap gaya dalam benda. Dalam hal ini benda tidak lagi dikatakan kaku
ideal, deformasi meskipun kecil tetap diperhitungkan. Sifat bahan suatu
struktur atau mesin mempengaruhi pemilihan dan ukuran yang memenuhi kekuatan
dan kekakuan. Dalam kekuatan bahan, kita harus menyelidiki dulu apakah batang tersebut
tidak akan patah atau cukup ulet sehingga batang tersebut tidak melengkung tanpa beban.
Tegangan
Dalam mekanika bahan, pengertian tegangan tidak sama dengan vektor
tegangan. Tegangan merupakan tensor derajat dua, sedangkan vektor, vektor apapun,
merupakan tensor derajat satu. Besaran skalar merupakan tensor derajat nol. Tensor
ialah besaran fisik yang keadaannya pada suatu titik dalam ruang, tiga dimensi, dapat
dideskripsikan dengan 3n komponennya, dengan n ialah derajat tensor tersebut.
Dengan demikian, untuk persoalan tegangan tiga dimensi pada suatu titik dalam ruang
dapat dideskripsikan dengan 32 komponennya. Pada sistem koordinat sumbu silang,
tegangan tersebut adalah xx , yy , zz , txy , tyx , txz , tzx , tyz , dan tzy seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.1(a). Namun demikian, karena txy = tyx , txz = tzx dan
tyz = tzy , maka keadaan tegangan tersebut dapat dinyatakan dengan enam
komponennya, xx , yy , zz , txy , txz , tyz. Sedangkan untuk tegangan bidang, dua
dimensi, pada suatu titik dapat dideskripsikan dengan 22 komponennya, Gambar
2.1(b), dan karena tij = tji untuk maka tiga komponen telah dapat mendeskripsikan
tegangan bidang pada titik itu.
Gambar 2.1 keadaan tegangan pada suatu titik
Pada dasarnya, tegangan secara garis besar dapat diklasifikasikan menjadi dua, yakni
tegangan normal, dengan notasi sij , i = j, serta tegangan geser dengan notasi tij , .
Perhatikan penulisan pada paragrap di atas. Karakter indek yang pertama menyatakan
bidang tempat bekerjanya gaya, sedangkan karekter indek yang kedua menyatakan arah
bekerjanya vektor tegangan tersebut. Tegangan normal ialah tegangan yang bekerja
tegak lurus terhadap bidang pembebanan. Sedangkan tegangan geser ialah tegangan
yang bekerja sejajar dengan bidang pembebanan. Jadi keenam tegangan yang
mendeskripsikan tegangan pada suatu titik terdiri atas tiga tegangan normal, xx , yy ,
dan zz , serta tiga tegangan geser, txy , tyz , dan tzx. Nilai tegangan bisa positif dan bisa
pula negatif. Tegangan bernilai positif bila tegangan tersebut bekerja pada bidang
positif dengan arah positif, atau bekerja pada bidang negatif dengan arah negatif. Selain
itu, nilainya negatif.
Besar tegangan rata-rata pada suatu bidang dapat didefinisikan sebagai intensitas
gaya yang bekerja pada bidang tersebut. Sehingga secara matematis tegangan normal
rata-rata dapat dinyatakan sebagai :
i = j (1a)
= tegangan normal rata-rata (N/mm2 = MPa)
Fn = gaya normal yang bekerja (N)
A = luas bidang (mm2)
i, j = sumbu koordinat pada sistem sumbu silang, x, y,z
ijnF
A =
ij
Sedangkan tegangan geser rata-rata dapat dinyatakan sebagai :
(1b)
= tegangan geser rata-rata (N/mm2 = MPa)
Ft = gaya tangensial atau sejajar bidang yang bekerja (N)
A = luas bidang (mm2)
i, j = x, y, z
Regangan
Gambar 2.2 Keadaan regangan ormal pada suatu titik
Seperti halnya tegangan, regangan juga merupakan tensor derajat dua. Dengan
demikian keadaan regangan ruang, tiga dimensi, pada suatu titik dapat dideskripsikan
dengan kesembilan komponennya. Pada sistem koordinat sumbu silang, regangan
tersebut adalah exx , eyy , ezz , gxy , gyx , gxz , gzx , gyz , dan gzy , sebagaimana
ditunjukkan pada Gambar 2.2(a). Regangan juga dapat diklasifikasikan menjadi dua,
yakni regangan normal, dengan notasi eij , i = j, serta regangan geser dengan
simbul ij , . Sebagaimana dengan tegangan, gxy = gyx , gxz = gzx dan gyz = gzy ,
maka keadaan regangan ruang pada suatu titik dapat dinyatakan oleh enam komponen,
yakni exx , eyy , ezz , gxy , gyz , gzx. Sedangkan regangan bidang, dua dimensi, dapat
dideskripsikan dengan 22 komponennya, dan karena gij = gji maka regangan bidang
pada suatu titik dapat dideskripsikan dengan hanya tiga komponen, Gambar 2.2(b).
ijtF
Ai jt = ¹,
ijt
Gambar 2.3 kondisi regangan geser pada suatu titik
Regangan normal merupakan perubahan panjang spesifik. Regangan normal rata-
rata dinyatakan oleh perubahan panjang dibagi dengan panjang awal, atau secara
matematis dapat dituliskan
, i = j (3)
= regangan normal rata-rata
Dl = u = perubahan panjang pada arah (mm)
l = panjang awal pada arah (mm)
i, j = sumbu koordinat pada sistem sumbu silang, x, y, z.
Sedangkan regangan geser merupakan perubahan sudut dalam radial. Regangan
geser bernilai positif bila sudut pada kuadran I dan atau kuadran III pada sistem
koordinat sumbu silang
iji
i
i
i
l
l
u
le = =
D
ije
2.4 Contoh Soal
Diketahui tiang dari kayu dengan ukuran 20 x 20 cm dengan panjang 5 m, dibebani
dengan beban 3 ton bekerja excentris, bagian bawah tiang terjepit sedang atas bebas,
E kayu = 105 kg/cm2 Ditanyakan Tegangan extrim pada ujung yang terjepit dan
pergeseran diujung bebas ?
Penyelesaian :
= =
xb.h
3 =
x20.20
3 = 13.333,33 cm
4
=
r = √
= 5,77 cm
panjang x tekuk = 2 x = 2 x 500 = 1.000 cm
=
=173,5 > 105
Digunakan rumus Euler
PT = Pcr =
=
= 13.080 kg = 13,08 t
Angka keamanan n =
=
= 4,36 aman
Momen pada sisi penampang atau titik A = P.10cm = 3.000.10
= 30.000 kg/cm
Pergeseran akibat momen =
=
= 2,92 cm
Pergeseran akibat moment dan tekuk y =
.y =
.2,92
= 3,79 cm
Jadi pergeseran diujung bebas = 3,79 cm
Sehingga momen akibat pergeseran
= P.10+379 =3.000 x13,79 = 413. kg/
Tegangan ekstrim di jepitan =
=
+
= 38,5 kg/
=
-
= 23,5 kg/cm
2
Aman karena tegangan batas kayuj jati klas IV = 60 kg/cm2 belum dilampaui.
BAB III
PENUTUP
a. Kesimpulan
- Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan yang mengeras karena
mengalami lignifikasi (pengayuan) dan merupakan hasil hutan yang mudah diproses
untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi.
- Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk
kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan.
- Aluminium adalah logam yang paling banyak terdapat di kerak bumi, dan unsur ketiga
terbanyak setelah oksigen dan silikon.
- Agregat kasar adalah terdiri dari serpihan batu yang ukurannya melebihi 5 mm sehingga ukuran
maksimum yang dibenarkan untuk kerja – kerja konkrit yang tertentu, biasanya tidak melebihi 50
mm.
- Agregat halus adalah butiran halus yang memiliki kehalusan 2mm – 5mm. Agregat
halus merupakan pengisi yang berupa pasir
- Tanah adalah permukaan bumi atau lapoisan bumi yang di atas sekali. Dalam istilah teknik,
pengertian tanah adalah butiran kerikil kasar, pasir, tanah lempung, tanah liat dan semua bahan
lepas lainnya termasuk lapisan tanah paling atas, sampai pada lapisan tanah keras.
- PC adalah semen hidrolisis yang dihasilkan dengan cara menggiling terak (Clinker) portland
terutama yang terdiri dari kalsium silikat (xCaO.SiO2) yang bersifat hidrolis dan digiling bersama
– sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat
(CaSO4.xH2O) dan boleh ditambah dengan bahan tambahan lain (Mineral in component).
- Aspal atau bitumen adalah suatu cairan kental yang merupakan senyawa hidrokarbon dengan
sedikit mengandung sulfur, oksigen, dan klor.
b. Saran
- Sebagai seorang teknik sipil kita harus lebih mengenal bahan-bahan yang akan
digunakan untuk membuat suatu konstruksi sehingga konstruksi yang kita bangun
memiliki nilai konstruksi yang efisien, aman dan kuat berdasarkan pengetahuan tentang
bahan-bahan tersebut .
Daftar Pustaka
http://anasaff.blogspot.com/2012/08/aspal-dan-kharakteristiknya.html.
Gare & Timoshenko, Mekanika Bahan 1
Johnston Beer, Mechanics of Engineering
Anonymus, Mechanics of materials