statika produk struktur stool
TRANSCRIPT
LAPORAN
KAJIAN STATIKA PADA SEBUAH PRODUK
(Studi Kasus pada Stool Karya Mahasiswa Desain Produk Fakultas Industri
Kreatif)
Diajukan untuk Memenuhi Syarat Mata Kuliah Statika Produk
Program Studi Desain Produk
Fakultas Industri Kreatif
Oleh:
Rangga Bangkit Pratama
1402124027
PROGRAM STUDI DESAIN PRODUK
FAKULTAS INDUSTRI KREATIF
UNIVERSITAS TELKOM
BANDUNG
2015
BAB I
Pendahuluan
1.1 Peran Statika Dalam Perancangan Produk
Statika merupakan ilmu yang mempelajari semua benda yang tetap,
yang statis. Ilmu Statika merupakan bagian dari bidang ilmu mekanika teknik.
Dalam ilmu statika dipelajari segala sesuatu yang tidak bergerak (atau yang
tidak akan bergerak). Hal ini berbeda dengan ilmu dinamik, dalam ilmu
dinamik diterangkan semua yang bergerak. Akan tetapi, kedua bagian bidang
ilmu tersebut mempunyai persamaan, yaitu gaya dan gerak (pergerakan).
Dalam ilmu statika, terdapat persyaratan khusus mengenai pergerakan,
yaitu pergerakan v = 0, hal ini berarti bahwa pokok bahasan yang ditinjau
adalah hanya bekerja dengan gaya-gaya yang tidak bergerak, atau dengan kata
lain keadaan pergerakan sama dengan nol. Kondisi tersebut terjadi apabila
semua gaya yang bekerja atau semua gaya yang membebani suatu benda dan
gaya-gaya dalam keadaan seimbang. Sebagai contoh gaya-gaya yang bekerja
pada tangkai pengungkit (dengan jarak antara gaya dan benda = momen)
saling menutupi, sehingga semua gaya seimbang.
(Gambar 1.1 Keseimbangan gaya)
Oleh karena itu, ilmu statika disebut juga ilmu keseimbangan gaya.
Keseimbangan pada mulanya tidak ada dan apabila keseimbangan itu tercapai,
segera akan terganggu lagi. Atau dapat pula terjadi perubahan dalam
keseimbangan, yang diakibatkan oleh daya tarik bumi (dalam ilmu statika
disebut berat sendiri), oleh beban yang dikenakan pada benda/konstruksi
bangunan itu serta oleh kekuatan alam, sebagai contoh air hujan, salju, angin
dan perubahan suhu.
1.2 Aktivitas Pengguna Dalam Menggunakan Produk
Studi gerakan (motion study) adalah suatu studi tentang gerakan-
gerakan yang dilakukan seseorang dalam sebuah aktivitas. Frank dan Lilian
Gilberth telah berhasil menciptakan simbol dari gerakan – gerakan dasar kerja
yang dikenal dengan Therblig. Gerakan dasar kerja tersebut dapat disesuaikan
dengan produk yang digunakan serta area atau lingkungan. Dari berbagai
elemen therblig, pada dasarnya dapat diklasifikasikan menjadi effective dan
ineffective therblig. Berdasarkan klasifikasi tersebut, berikut adlaah gerakan-
gerakan yang mungkin dilakukan saat sedang duduk diatas stool:
Effective Therblig
a. Menjangkau (reach)
b. Membawa (move)
c. Melepas (release)
d. Memegang (grasp)
e. Mengarahkan awal (pre-position)
f. Memakai (use)
(Gambar 1.2 Aktivitas Duduk)
1.3 Fungsi Stool
Stool (kursi jamak bar) kayu kursi bar. Sebuah bangku yang
digunakan untuk duduk yang sering lebih tinggi dari kursi dan biasanya
dengan istirahat kaki dan biasa ditempatkan di bar dan di depan counter dapur.
jadi fungsi stool bisa dikatakan hampir sama dengan kursi, namun stool fungsi
lebih dalamnya hanya digunakan dalam jangka waktu yang relatif sebentar
dalam aktivitas duduk.
BAB II
Kajian Pustaka
2.1 Prinsip Statika
Ilmu statika pada dasarnya merupakan pengembangan ilmu fisika yang
menjelaskan kejadian alam sehari-hari yang berkaitan dengan gaya-gaya yang
bekerja. Pada pokok bahasan ini, dalam dunia konstruksi, pekerjaan seorang
insinyur sipil secara garis besar dapat dikategorikan sebagai berikut : 1.
Bidang perencanaan (design) bangunan sipil. 2. Bidang pelaksanaan
(construction) bangunan sipil. 3. Bidang perawatan/perbaikan
(maintenance/repair) bangunan sipil.
2.2 Gaya
Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan deformasi pada suatu
struktur. Gaya mempunyai besaran dan arah, digambarkan dalam bentuk
vektor yang arahnya ditunjukkan dengan anak-panah, sedangkan panjang
vektor digunakan untuk menunjukkan besarannya. Gaya terbagi atas gaya luar
dan gaya dalam.
(Gambar 2.1 Vektor)
2.3 Momen
Momen gaya merupakan besaran yang dipengaruhi oleh gaya dan
lengan. Besaran yang dapat menyebabkan benda berotasi itulah yang
dinamakan momen gaya atau torsi. Benda dapat melakukan gerak
rotasi karena adanya momen gaya. Momen gaya timbul akibat gaya yang
bekerja pada benda tidak tepat pada pusat massa.
2.4 Struktur Dan Konstruksi
Struktur dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa pendekatan,
yaitu antara lain :
1. Geometri
Berdasarkan geometri dasar, bentuk struktur dapat diklasifikasikan
sebagai salahsatu bentuk elemen garis (atau disusun dari elemen-elemen
garis) atau sebagai bentuk elemen permukaan. Bentuk elemen garis dapat
dibedakan sebagai garis lurus atau garis lengkung. Sedangkan bentuk
elemen permukaan bisa berbentuk datar atau lengkung. Elemen
permukaan lengkung bisa berupa lengkung tunggal atau lengkung ganda.
Pada kenyataannya tidak ada yang dapat disebut sebagai elemen garis atau
elemen permukaan, karena elemen-elemen struktur memiliki tebal. Istilah
garis dan permukaan ini hanya untuk memudahkan saja. Elemen tersebut
tergantung pada bahan atau metode konstruksinya. Sebagai contoh bahan
dari kayu, beton atau baja.
2. Kekakuan
Berdasarkan kekakuan, dapat diklasifikasikan apakah suatu struktur
kaku atau fleksibel. Elemen kaku biasanya sebagai batang, tidak
mengalami perubahan bentuk yang cukup besar di bawah pengaruh gaya
atau pada perubahan gaya yang diakibatkan oleh beban. Namun meskipun
demikian, struktur ini selalu bengkok meskipun sangat kecil, apabila
dibebani.
Elemen fleksibel atau tidak kaku, misalnya kabel, cenderung
mempunyai bentuk tertentu pada suatu kondisi pembebanan. Bentuk
tersebut dapat berubah apabila pembebanan berubah.
Struktur fleksibel dapat mempertahankan keutuhan fisiknya meskipun
bentuknya berubah-ubah. Elemen kaku contohnya adalah kayu dan baja.
Sedangkan contoh dari elemen fleksibel adalah kabel baja.
2.5 Ergonomi
Ergonomi berasal dari bahasa Yunani yang terdiri atas dua kata yaitu
ergon yang berarti kerja dan nomos yang berarti hukum (Kroemer, dkk.
2001). Penuilis lainnya mendefinisikan ergonomi sebagai berikut.
Ergonomi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari manusia dalam
kaitannya dengan pekerjaannya (Wignjosoebroto, 2000, hal 54)
Ergonomi merupakan aplikasi prinsip keilmuan, metode dan data yang
didapatkan dari disiplin ilmu yang bervariasi untuk membangun suatu sistem
keteknikan dimana manusia terkait didalamnya (Kroemer & Kroemer, 2001,
hal 1)
2.6 Antropometri
Antropometri menurut Stevension (1998) dan Nurmianto (1991)
adalah satu kumpulan data numerik yang berhungan dengan karakteristik fisik
tubuh manusia ukuran, bentuk, dan kekuatan serta penerapan dari data tesebut
untuk penanganan masalah desain.
Antropometri dibagi atas dua bagian yaitu:
1. Antropometri statis, pengukuran manusia pada saat posisi diam
2. Antropometri dinamis, yaitu pengukuran keadaan dan ciri – ciri fisik
manusia dalam keadaan bergerak atu memperhatikan gerakan-gerakan yang
mungkin terjadi saat pekerja melaksanakan kegiatannya.
2.7 Guidline Perancangan
Secara umum, ada berbagai hal yang perlu dipertimbangkan dalam
merancang mebel (alas duduk), mulai dari antropometri tubuh pengguna,
berbagai kemungkinan posisi yang dilakukan pengguna ketika sedang duduk,
jangkauan pengguna, penempatan produk, dan lain-lain.
Berikut akan dijabarkan general guidline mengenai perancangan mebel
yang dikeluarkan oleh BIFMA (Business and Institutional Furniture
Manufacturer’s Association). Guidline ini bersifat universal dan dapat
diaplikasikan kedalam berbagai jenis desain yang berbeda.
(Gambar 2.2 BIFMA Guidlines Used for Ergonomic Chairs)
(Tabel 2.1 Specific BIFMA Chair Design Guideline Measurements)
BAB III
Analisis Dan Pembahasan
3.1 Hasil Observasi
Deskripsi Produk
a. Dimensi
(Gambar 3.1 Stool Karya Mahasiswa di Lantai 1 Fakultas Industri Kreatif)
b. Material
Karya/produk ini menggunakan sebagian besar atau dapat dikatakan
hanya menggunakan satu material yaitu menggunakan besi.
c. Struktur dan Konstruksi
Struktur didalam produk ini dapat dikatakan sudah kuat karena level
ketinggian juga tidak terlalu tinggi jadi tumpuan jadi tidak terlalu kecil untuk
menopang berat yang diterima. Namun dalam segi kenyamanan dirasa
kurang karena material yang keras dan tidak sesuai dengan antropometri saat
digunakan dalam aktivitas duduk.
d. Data Uji Coba Pengguna
(Gambar 3.2 Ilustrasi Penggunaan Stool)
Seperti dilihat dalam gambar 3.2 stool ini hanya menggunakan
material besi tanpa adanya campuran material apapun. Jelas Material
besi sakit jika bersentuhan langsung dengan anggota tubuh yang
bersentuhan, apalagi besi tersebut seperti pipa-pipa kecil yang
menambah rasa sakit jika produk ini digunakan, namun konstruksi
produk ini sangat kuat.
3.2 Konsekuensi Perancangan Stool dengan Gaya-gaya yang Bekerja pada Stool
Untuk menghasilkan stool yang kuat harus ada berbagai pertimbangan,
mulai dari dimensi, pemilihan material, struktur, konstruksi, dll. Setiap
elemen yang menjadi dasar pertimbangan berkaitan satu sama lain untuk
menciptakan sebuah karya stool yang kokoh.
Pada perancangan stool ini sudah memiliki struktur dan konstruksi yang
kuat namun hanya pada masalah material yang digunakan sangat tidak
nyaman saat produk ini digunakan.
3.3 Analisis Struktur Ideal Stool
Sebuah konstruksi dibuat dengan ukuran-ukuran fisik tertentu haruslah
mampu menahan gaya-gaya yang bekerja dan konstruksi tersebut harus kokoh
sehingga tidak hancur dan rusak. Konstruksi dikatakan kokoh apabila
konstruksi tersebut dalam keadaan stabil, kestabilan tersebut akan terjadi bila
gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi dalam arah vertikal dan horizontal
saling menghilangkan atau sama dengan nol, demikian dengan momen-
momen yg bekerja pada konstruksi tersebut pada setiap titik kumpul saling
menghilangkan atau sama dengan nol.
3.4 Analisis Material yang Digunakan pada Perancangan Stool
Dalam perancangan ini seharusnya lebih dipikirkan tentang bahan
material untuk produk ini nantinya, menggunakan sebagian besar material
besi memang membuat konstruksi dan struktur produk stool ini menjadi kuat
namun material ini sakit jika harus bersentuhan langsung dengan bagian tubuh
saat posisi duduk apalagi bentuk besi menggunakan pilihan besi yang seperti
pipa yang berukuran kecil yang membuat semakin
3.5 Solusi Desain/Redesain
1. Elemen Tambahan
Produk/karya stool ini karena menurut penulis sudah memiliki struktur
yang kuat maka produk/karya ini memerlukan elemen tambahan pada
materialnya saja.
(Gambar 3.3 Elemen Tambahan Desain Stool)
2. Struktur dan Konstruksi
Seperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa konstruksi dikatakan
kokoh apabila konstruksi tersebut dalam keadaan stabil, kestabilan tersebut
akan terjadi bila gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi dalam arah vertikal
dan horizontal saling menghilangkan atau sama dengan nol, demikian dengan
momen-momen yg bekerja pada konstruksi tersebut pada setiap titik kumpul
saling menghilangkan atau sama dengan nol. Pada desain stool sebelumnya,
masih ada momen yang bekerja pada konstruksi tersebut yang menyebabkan
ketidakstabilan baik ketika stool sedang digunakan maupun tidak. Pada
gambar 3.9 diperlihatkan alternatif redesain struktur dan konstruksi dari stool
karya Mahasiswa Fakultas Industri Kreatif.
Selain struktur rangka stool, penempatan posisi stand gitar juga
dipindahkan dari sebelah kanan ke bagian tengah untuk menjaga kestabilan
stool.
BAB IV
Kesimpulan
Produk/karya jenis stool yang berada dilantai 1 Fakultas Industri Kreatif di
Universitas Telkom ini dalam konstruksi dan strukturnya sudah sangat kuat hanya
yang perlu ditambahkan adalah material yang empuk agak bagian tubuh yang
bersentuhan langsung terasa nyaman saat digunakan.
Daftar Pustaka
Callister Jr, William D. Materials Science and Engineering, An Introduction. Wiley,
2004.
Darma, Edifrizal. STATIKA 1. Pusat Pengembangan Bahan Ajar UMB, s.d.
Frick, Heinz. Mekanika Teknik 1, Statika & Kegunaannya. Vol. II. Semarang:
Kanisius, 1978.
Irawan, Agustinus Purna. Mekanika Teknik (Statika Struktur). Universitas
Tarumanegara, 2007.
Meriam, J. L., e L. G. Kraige. Engineering Mechanics Statics. Wiley, 2006.
Openshaw, Scott, e Erin Taylor. Ergonomics and Design A Reference Guide. Allsteel
Inc., 2006.
Panero. Human Dimension and Interior Space. 1979.
Smith, William F. Materials Science and Engineering. Mc Graw Hill, 1996.
Soemono. Ilmu Gaya. Djambatan, 1997.
Soemono . Statika 1. Bandung: ITB, s.d.
Surdia, Tata, e Shinro Saito. Pengetahuan Bahan. Pradnya Paramita, 2005.
The Ergonomic Seating Guide Handbook. HAWORTH, s.d.
Vlack, Lawrence H. Van. Ilmu dan Teknologi Bahan (Terjemahan). Erlangga, 1995.
W E, Woodson, B Tillman, and P Tillman. Human Factors Design Handbook. New
York: McGraw-Hill, 1992.
Wignjosoebroto, Sritomo. 2003. Ergonomi Studi Gerak Dan Waktu. Surabaya.
Penerbit Guna Widya
http://www.google.co.id/imgres?imgurl=https://gurumuda.net/wp-
content/uploads/2013/10/Syarat-kesetimbangan-benda-tegar-
4.png&imgrefurl=https://gurumuda.net/syarat-kesetimbangan-benda-
tegar.htm&h=94&w=195&tbnid=EISltV-
SDY3mLM:&docid=0Vo_W06y3vZ_RM&ei=szNXVuOWNo26uASUnqrYCQ&tb
m=isch&ved=0ahUKEwijvK7Fwa7JAhUNHY4KHRSPCpsQMwg_KB4wHg
http://www.google.co.id/imgres?imgurl=https://shefocus.files.wordpress.com/2013/10/sea
ting-design.jpg&imgrefurl=https://shefocus.wordpress.com/tag/herman-
miller/&h=534&w=600&tbnid=L8kQAuCjZEq6IM:&docid=69r2_uZFFrrs2M&ei=3zZXVqOFG
M6quQSH6baQAQ&tbm=isch&ved=0ahUKEwjj8KjIxK7JAhVOVY4KHYe0DRIQMwgaKAEwAQ
http://kamus-indonesia.com/definitions/?word=bar_stool