KURIKULUM SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN
BIDANG KEAHLIAN: TEKNIK BANGUNAN
PROGRAM KEAHLIAN: TEKNIK BANGUNAN GEDUNG
KOMPETENSI: PERHITUNGAN KEKUATAN KONSTRUKSI BANGUNAN SEDERHANA
MODUL / SUB-KOMPETENSI: MENGHITUNG KESETIMBANGAN
WAKTU (JAM): 3 JAM PEMBELAJARAN
SMK NEGERI 2 PAYAKUMBUH 2009
KATA PENGANTAR Modul dengan judul “Perhitungan Kekuatan Konstruksi Bangunan Sederhana” merupakan bahan ajar teori dalam menghitung konstruksi bagunan sederhana bagi peserta didik Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) untuk membentuk salah satu bagian kompetensi menghitung gaya-gaya yang terjadi pada suatu bangunan. Modul ini mengetengahkan cara menghitung kesetimbangan, menghitung gaya luar dan gaya dalam pada konstruksi statis tertentu. Apabila modul ini telah dipahami oleh peserta maka untuk menghitung strukutur konstruksi peserta didik tidak akan mengalami kesulitan sehingga tanpa harus dibantu oleh guru.
Tim Penyusun
i
DESKRIPSI Modul ini membahas tentang dasar-dasar perhitungan kekuatan konstruksi bangunan sederhana yang meliputi : 1.
Menghitung jumlah gaya reaksi yang terjadi pada tumpuan
2. Menghitung gaya horizontal (∑H) 3. Menghitung gaya vertikal (∑V) 4. Menghitung gaya momen (∑M)
KOMPETENSI YANG AKAN DICAPAI Kompetensi setelah diberikan penjelasan, dan contoh soal para peserta didik dapat menghitung kekuatan konstruksi bangunan sederhana dengan mudah, cepat dan benar sehingga untuk merencanakan struktur suatu bangunan peserta didik tidak ada kesulitan.
iii
PRASYARAT Untuk dapat menghitung kekuatan konstruksi bangunan sederhana baik dan benar pada modul “Menghitung Kesetimbangan” persyaratan yang sebaiknya dimiliki oleh peserta didik adalah : 1. Telah memahami mata pelajaran statika. 2. Dapat menghitung kontruksi sederhana yang ada pada mata pelajaran statika. 3. Telah memahami struktur bangunan
iv
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR …………………………………………………………………… i DESKRIPSI……………………………………………………………………………… ii KOMPETENSI YANG AKAN DICAPAI………………………………………………. iii PRASYARAT…………………………………………………………………………… iv DAFTAR ISI…………………………………………………………………………….. v PERISTILAHAN (GLOSSARY )……………………………………………………….. 1 PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL……………………………………………….. 2 TUJUAN AKHIR MODUL……………………………………………………………… 3 KEGIATAN BELAJAR…………………………………………………………………. 4 A. MENGHITUNG KESETIMBANGAN……………………………………………… 4 1. Pengetahuan Dasar…….……………………………………………………… 4 B. LEMBAR PEMBAHASAN…………………………………………………………. 5 1.
Tujuan…………………………………………………………………………
… 5 2.
Bahan dan
Alat…………………………………………………………………. 5 3.
Langkah
Perhitungan………………………………………………………….. 5 4.
Contoh
Soal…………………………………………………………………….. 5 LEMBAR EVALUASI…………………………………………………………………... 8 A. Soal-soal untuk siswa……………………………………………………………… 8 B. Petunjuk Penilaian…………………………………………………………………. 9 LEMBAR KUNCI JAWABAN…………………………………………………………. 10 DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………………… 12
v
PERISTILAHAN (GLOSSARY ) Reaksi
= Besar gaya yang dilakukan oleh tumpuan, untuk mengimbangi gaya dari luar agar konstruksi dalam keadaan kesetimbangan.
Aksi
= Gaya yang bekerja atau membebani suatu konstruksi.
∑H
= Gaya horizontal
∑V
= Gaya vertikal
∑M
= Gaya momen
Tumpuan
= Suatu penyangga konstruksi sebagai system untuk menahan gayagaya luar yang bekerja pada konstruksi tersebut.
t m p
= ton = meter = point (beban titik)
1
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL Modul ini berisi petunjuk tentang cara-menghitung kesetimbangan suatu konstruksi bangunan sederhana dari menghitung kekuatan konstruksi bangunan sederhana. Apabila peserta didik masih ada yang belum jelas maka disarankan untuk membaca buku-buku reverensi yang relevan. Agar dapat menghitung struktur yang baik dan benar maka semua petunjuk instruktur / guru harus dipatuhi oleh peserta didik.
2
TUJUAN AKHIR MODUL Tujuan akhir setelah diberikan penjelasan, dan contoh soal para peserta didik dapat menghitung kekuatan konstruksi bangunan sederhana dengan mudah, cepat dan benar sehingga untuk merencanakan struktur suatu bangunan peserta didik tidak ada kesulitan.
3
KEGIATAN BELAJAR A. MENGHITUNG KESETIMBANGAN 1. Pengetahuan Dasar Apabila suatu konstruksi dengan system tumpuan di bebani oleh gaya sehingga gaya reaksi dapat ditentukan dengan syarat kesetimbangan maka konstruksi tersebut di katakana statis. Syarat kesetimbangan ada sebagai berikut: a.
Jumlah gaya-gaya horizontal sama dengan nol
∑H = 0, atau ∑x = 0 b. Jumlah gaya-gaya vertikal sama dengan nol ∑V = 0, atau ∑y = 0 c. Jumlah momen gaya sama dengan nol ∑M = 0, atau ∑MA = ∑ME = 0 Dengan tiga syarat kesetimbangan itu maka terdapat juga sebanyakbanyaknya tiga gaya reaksi yang belum diketahui
Pada gambar 1 terdapat tiga gaya reaksi yaitu: o
Dua gaya reaksi pada engsel
o
Satu gaya reaksi pada rol
Sedangkan pada gambar 2 terdapat tiga gaya reaksi juga yaitu: o
Gaya reaksi horizontal
o
Gaya reaksi vertikal
o
Gaya reaksi momen
Kesepakatan tanda + (positif) dan – (negatif) Apabila gaya searah dengan arah putaran jarum jam terhadap tumpuan yang di tinjau maka tandanya + ( positif ), tetapi kalau seandainya gaya berlawanan dengan arah putaran jarum jam terhadap tumpuan yang di tinjau maka tandanya - (negatif).
B.
LEMBAR PEMBAHASAN 1.
Tujuan
Siswa dapat menghitung gaya-gaya reaksi pada tumpuan dengan mudah, cepat dan benar. 2.
Bahan dan Alat a. Buku tulis b. Bulpoint c. Kalkulator
3.
Langkah Perhitungan a. Lihat gaya yang bekerja pada tumpuan b. Lihat apakah ada gaya horizontal c. Hitung gaya momen yang terjadi pada kedua tumpuan d. Lakukan kontrol terhadap perhitungan seperti contoh perhitungan di bawah ini
4.
Contoh soal Diketahui seperti gambar dibawah ini.
Ditanya : Hitunglah gaya reaksi tumpuan A dan B Jawab
: - A = engsel, terdapat dua gaya reaksi, gaya vertikal (AV), dan gaya horizontal (AH) -
B = rol hanya satu gaya reaksi BV
5 1)
∑H = 0
2)
∑V = 0
3)
∑M = 0
AH = 0
∑MA = 0
P1. Jarak – P2 . Jarak + P3 . Jarak – BV . 7 = 0 2 . 1,5 – 1 . 2,5 + 3. 4,5 – BV . 7 = 0 3 – 2,5 + 13,5 – 7 BV =0 14 – 7 BV = 0 - 7 BV = 14 BV = 14 7 BV = 2 t
∑MB = 0
- P3 . Jarak + P2 . Jarak – P1 . Jarak + VA . Jarak = 0 - 3 . 2,5 + 1. 4,5 – 2. 5,5 + VA . 7 = 0 - 7,5 + 4,5 – 11 + 7 VA = 0 - 14 – 7 VA = 0 - 7 VA = 14 VA = 14 7 AV = 2 t Kontrol P1 – P2 + P3 = AV + BV 2 –1 + 3 = 2+ 2 4 t = 4 t (O.K)
7
LEMBAR EVALUASI A. Soal-soal Untuk Siswa Soal 1 Diketahui gambar seperti di bawah ini:
Ditanya : Hitunglah gaya reaksi tumpuan A dan B
Soal 2 Diketahui gambar seperti di bawah ini:
Ditanya : Hitunglah gaya reaksi tumpuan A dan B
8
B. Petunjuk Penilaian No
Aspek
Indikator
1 Soal no 1 Terjawab benar 2 Soal no 2 Terjawab benar Jumlah Skor Maksimal Syarat Skor Minimal Lulus Jumlah Skor Yang Dicapai Kesimpulan
Skor Maks 60 40 100 75
Skor Yang
Ket
dicapai
Lulus / Tidak Lulus
9
LEMBAR KUNCI JAWABAN Jawaban no 1 - A = engsel, terdapat dua gaya reaksi, gaya vertikal (AV), dan gaya horizontal (AH) - B = rol hanya satu gaya reaksi BV 1)
∑H = 0
2)
∑V = 0
3)
∑M = 0
AH = 0
∑MA = 0 - P1 . Jarak + P2. Jarak + P3 . Jarak + P4 . Jarak – BV . Jarak = 0 - 170. 0,5 + 320. 1.5 + 160. 3,2 + 220 . 4,7 – BV . 6.2 = 0 - 85 + 480 + 512 + 1034 – 6,2 BV = 0 - 395 + 1546 – 6,2 BV = 0 - 1941 – 6,2 BV = 0 - 6,2 BV = - 1941 - BV = -1941 - 6,2 BV = 313,06 kg
∑MB = 0 - P4 . Jarak – P3 . Jarak – P2 . Jarak + P1 . Jarak + AV . Jarak = 0 - 220 . 1,5 – 160 . 3 – 320. 4,7 + 170 . 5,7 + AV . 6,2 = 0
- 330 – 480 -1504 + 969 + 6,2 AV = 0 - 810 – 535 + 6,2 AV = 0 - 1345 + 6,2 AV = 0 - 6,2 AV = 1345 AV = 1345
Kontrol
6,2
- P1 + P2 + P3 + P4 = AV + BV
AV = 216,93 kg
- 170 + 320 +160 + 220 = 216,93 + 313,06 530 kg = 530 kg
10 Jawaban no 2 - A = engsel, terdapat dua gaya reaksi, gaya vertikal (AV), dan gaya horizontal (AH) - B = rol hanya satu gaya reaksi BV 4)
∑H = 0
5)
∑V = 0
6)
∑M = 0
AH = 0
∑MA = 0 - P1 . Jarak + P2 . Jarak – P3 . Jarak +– BV . Jarak = 0 - 2. 2 + 6 . 4 - 2 . 6 – BV . 8 = 0 - 4 + 24 - 12 – 8 BV = 0 - 8 – 8 BV = 0 - 8 BV = 8
BV = 8 8 BV = 1 t ∑MB = 0 P3 . Jarak - P2 . Jarak + P1 . Jarak + AV . Jarak = 0 2 . 2 – 6 . 4 + 2 .6 + AV . 8 = 0 4 – 24 + 12 + 8 AV = 0
- 8 + 8 AV = 0 - 8 AV = 8 AV = 8 8 AV = 1
Kontrol -
P1 + P2 – P3 = AV + BV
-
2+6–2=1+1
-
2 t = 2 t (O. K)
11
DAFTAR PUSTAKA
12
