RELEVANSI ILMU FISIKA DALAM TEKNIK SIPIL

TEORI PENUNJANG BIDANG TEKNIK SIPIL

   MEKANIKA TEKNIK

Mekanika adalah ilmu Fisika yang mempelajari keadaan status benda, baik dalam keadaan diam atau bergerak akibat pengaruh gaya-gaya yang bekerja.ilmu ini sangat penting perannya dalam sistem analisis kerekayasaan, dan seringkali orang menyebut bahwa awal dari rekayasa adalah mekanika. ilmu mekanika tergolong ilmu fisika yang paling tua dibandingkan ilmu-ilmu fisika yang lain.
Sedangkan Mekanika teknik adalah ilmu yang sangat mendasar, hal penting yang diperlukan dalam mendesain dan merancang mulai dari alat/mesin, transportasi, bangunan, perlengkapan,furniture. Dalam mekanika teknik kita dapat merancang suatu alat atau proyek dengan desain terbaik (dalam arti desain yang kuat dan tahan lama), namun palingefisien/ekonomis. Mekanika teknik dapat membantu penyusunan yang seharusnya menyajikan untuk mengurangi resiko kecelakaan yang berhubungan dengan berat(manusia). Program pemeliharaan dihasilkan dari perhitungan mekanik teknik secaramendalam setelah mengevaluasi antara perencanaan dan pelaksanaan, karena biasanya terjadi perbedaan antara desain dan konstruksi pada saat di lapangan.
Dengan seiring perkembangan zaman pada saat sekarang ini, segala sesuatunya tentunya semakin mengalami perkembangan, segala sesuatunya sekarang semakin kompleks seperti tampak pada kegiatan riset,pengembangan, perancangan, konstruksi dan pengoperasian fasilitas-fasilitas produksi. Perkembangan yang terjadi di dalam bidang Ilmu Teknik inilah yang mendorong munculnya kesadaran untuk memberikan perlindungan yang lebih baik terhadapmanusia, tempat kerja, industri dan lingkungan yang tentunya dapat di pelajari di dalam mekanika teknik.
Oleh karena itu maka mempelajari mekanika teknik ini sangat penting khususnya bagi yang berhubungan langsung dengan bidang Sipil tentunya.Kita dapat mengetahui kekuatan dan keseimbangan serta perilaku suatu struktur.Sehingga dapat menghasilkan suatu kinerja yang aman, tepat dan sesuai tentunya.Oleh karena itu mekanika teknik yang mempelajari keergonomisan bentuk maupun struktur ini sangat perlu untuk dipelajari.

Mekanika Teknik mencakup beberapa cabang ilmu yaitu :
· Statika , studi benda tidak bergerak
· Dinamika , studi benda yang bergerak
· Mekanika fluida , pergerakan aliran air
· Mekanika tanah , studi pergerakan dan sifat tanah
· Mekanika kontinuum, analisa benda bermassa kontinuum
Cakupan mekanika teknik cukup luas, dalam bidang teknik sipil khususnya pada struktur jembatan cabang ilmu yang dibahas adalah STATIKA. Statika adalah ilmu gaya yang mempelajari kekuatan dan stabilitas dari struktur dan bagian bagiannya. Semua gaya adalah setimbang dan gaya-gaya dalam keadaan diam.
GAYA
1. Sifat Gaya
a. Mempunyai besaran (kg, ton dsb).
b. Mempunyai arah.
c. Mempunyai titik tangkap.

a. Gaya Terpusat (point load).

• akibat berat manusia, berat kendaraan, berat kolom dan lain lain.

b. Gaya Terbagi Rata (distributed load).

• akibat berat lantai, balok, aspal , genangan air.
• akibat angin dorong dan hisap

c. Gaya Momen.

• Momen lentur

• Momen Torsi (punti

  PERLETAKAN / TUMPUAN

        1. Tumpuan Sendi
  

(mampu menahan gaya vertikal)
( mampu menahan gaya horizontal)
(tak mampu menahan momen)

       2. Tumpuan Roll

(mampu menahan gaya vertikal)
( tidak mampu menahan gaya horizontal)
(tidak mampu menahan gaya momen)

    3. Tumpuan Jepit

contoh sederhananya balok yang ditanamkan didalak dinding/kolom
(mampu menahan gaya vertikal)
( tidak mampu menahan gaya horizontal)
(tidak mampu menahan gaya momen)

ANALISIS STRUKTUR
Analisis struktur merupakan ilmu untuk menentukan efek dari beban pada struktur fisik dan komponennya. Adapun cabang pemakaiannya meliputi analisis bangunan, jembatan, perkakas, mesin, tanah, dll. Analisis struktur menggabungkan bidang mekanika teknik, teknik material dan matematika teknik untuk menghitung deformasistruktur, kekuatan internal, tekanan, reaksi tumpuan, percepatan, dan stabilitas. Hasil analisis tersebut digunakan untuk memverifikasi kekuatan struktur yang akan maupun telah dibangun. Dengan demikian analisis struktur merupakan bagian penting dari desain rekayasa struktur.
Dalam sebuah struktur, ada beberapa hal yang perlu dianalisis antara lain :

   ANALISIS DIMENSI

Perhitungan terhadap ukuran-ukuran struktur dan bagian-bagian nya. Pengukuran panjang , lebar , dan tinggi pada suatu struktur harus dilakukan dengan teliti agar tidak terjadi kecelakaan. karena kesalahan perhitungan dimensi akan mengakibatkan kesalahan perhitungan pembebanan. Penggunaan aturan angka penting kurang dianjurkan untuk ukuran dalam satuan meter.

 ANALISIS BEBAN

Setelah dimensi dari struktur itu diketahui, sangat penting kemudian menentukan beban apa saja yang ditanggung dari struktur. Beban disain biasanya dispesifikasi oleh peraturan bangunan yang berlaku. Untuk wilayah hukum Indonesia digunakan SNI 03 1727 1989 Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung. Ada dua jenis beban pada struktur yang harus dipertimbangkan dalam desain. Tipe pertama ini disebut dengan Beban mati yang merupakan berat dari kumpulan setiap anggota struktur maupun berat objek benda yang ditempatkan secara permanen. Sebagai contoh, kolom, balok, balok penopang (girder), pelat lantai, dinding, jendela, plumbing, alat listrik, dan lain sebagainya. Kedua adalah Beban hidup, yang mana beban yang bergerak atau bervariasi dalam ukuran maupun lokasi. Contohnya adalah beban kendaraan pada jembatan, beban pengunjung pada gedung, beban hujan, beban salju, beban ledakan, beban gempa, dan beban alami lainnya.

Yang termasuk kedalam Beban Mati adalah :

1.  Berat sendiri ( berat struktur sendiri )
   

Contoh : gelagar beton pada jembatan

1.  Beban mati tambahan, beban yang melekat ke struktur tetapi bukan bagian dari struktur
   

Contoh : lampu , lapisan semen.

1.  Beban mechanical dan electrical
   

2.  Beban dinding
   

Yang termasuk kedalam Beban Hidup adalah :

1.  Beban hidup manusia
   

2.  Beban hidup kendaraan
   

3.  Beban Angin, Bila struktur merintangi aliran angin, energi kinetik angin dikonversikan ke dalam energi potensial tekanan, yang menyebabkan terjadinya suatu pembebanan angin. Efek angin pada struktur bergantung pada kerapatan dan kecepatan udara, sudut datang angin, bentuk dan kekakuan struktur dan kekesaran permukaannya. Pembebanan angin bisa ditinjau dari pendekatan statik maupun dinamik.
   

4.  Beban Gempa , Gempa bumi menghasilkan pembebanan pada suatu struktur melalui interaksi gerakan tanah dan karakteristik respon struktur. Pembebanan ini merupakan hasil dari distorsi struktur yang disebabkan oleh gerakan tanah dan kekakuan struktur. Besarnya bergantung pada banyak dan tipe percepatan gerak tanah, masa dan kekakuan struktur. Pembebanan dan analisis gempa di Indonesia merujuk pada SNI 03 1726 2010 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
   

5.  Tekanan Hidrostatika dan Tekanan tanah, Bila struktur-struktur digunakan untuk menahan air, tanah atau materi glanural, tekanan yang dihasilkan oleh beban-beban ini menjadi suatu kriteria desain yang penting. Contohnya adalah bendungan atau dinding penahan (retaining wall). Disini hukum-hukum hidrostatik dan mekanika tanah dipakai untuk menentukan pembebanan struktur.