Kompetensi
Dasar:
3.1 Memahami elemen-elemen
struktur.
4.1 Menyajikan elemen-elemen
struktur
BAB I STRUKTUR BANGUNAN
1.
Elemen-elemen
Sistem Struktur Bangunan
1.1.Pengertian
Struktur bangunan adalah bagian dari sebuah sistem
bangunan yang bekerja untuk
menyalurkan beban yang diakibatkan oleh adanya bangunan diatas
tanah.
Fungsi
struktur dapat disimpulkan untuk memberi kekuatan dan kekakuan yang diperlukan
untuk mencegah sebuah bangunan mengalami keruntuhan.
Struktur merupakan bagian bangunan
yang menyalurkan beban-beban. Beban-beban tersebut menumpu pada elemen-elemen
untuk selanjutnya disalurkan ke bagian bawah tanah bangunan, sehingga
beban-beban tersebut akhirnya dapat di tahan.
1.2.Sejarah Perkembangan Sistem
Struktur
Secara singkat sejarah teknik
struktur dapat dijelaskan melalui perubahan-perubahan sistem struktur dari
penggunaan desain coba-coba yang digunakan oleh Mesir
dan Yunani kuno hingga sistem struktur canggih yang digunakan saat ini.
Keberhasilan terbesar para ahli
teknik Mesir adalah digunakannya batu-batu yang berasal dari sepanjang sungai
Nil untuk membangun kuil dan piramid. Dengan sistem post-and-lintel yaitu
balok batu masif bertumpu pada
kolom batu yang relatif tebal, memiliki kapasitas
terbatas untuk menahan beban beban horisontal atau beban eksentris vertikal,
bangunan-bangunan menjadi relatif rendah.
Untuk stabilitas kolom harus dibuat tebal, dengan
pertimbangan bahwa kolom ramping akan lebih mudah roboh dibandingkan dengan kolom
tebal.
|
Gambar
1.1. Struktur Post and
lintel Bangunan Batu di Mesir
|
a.
Yunani
Yunani, lebih tertarik dengan kolom batu dengan
penampilan yang lebih halus (Gambar 1.2.2), menggunakan tipe yang sama dengan
post-and-lintel sistem pada bangunan Parthenon.
Gambar 1.2. Bangunan Parthenon Gambar 1.3. Colloseum
Hingga awal abad 20-an, lama setelah konstruksi post-and-lintel
digantikan oleh baja dan rangka beton,
para arsitek melanjutkan dengan menutup fasad kuil Yunani klasik pada bagian
penerima bangunan-bangunan.
Sebagai pembangun berbakat, para teknisi Roma
menggunakan struktur lengkung secara luas, seperti yang sering ditemui dalam
deret-deret bentuk bertingkat pada stadion (colloseum)(Gambar 1.3) ,
terowongan air, dan jembatan seperti gambar disamping.
Orang-orang Roma mengembangkan metode pembentukan
pelingkup ruangan interior dengan kubah batu, seperti terlihat pada Pantheon
yang ada di Roma. Selama periode Gothic banyak bangunan-bangunan katedral megah
seperti Chartres dan Notre Dame, bentuk lengkung diperhalus dengan
hiasan-hiasan yang banyak dan berlebihan, bentuk-bentuk yang ada menjadi semakin
lebar .
Elemen-elemen batu yang melengkung atau disebut flying
buttresses (Gambar 1.4), yang digunakan bersama dengan tiang-tiang
penyangga dari kolom batu yang tebal atau dinding yang menyalurkan gaya dari
kubah atap ke tanah.
Di Eropa pada
pertengahan abad ke-18 memulai produksi besi tuang sebagai
bahan komersial. Bahan
ini memungkinkan ahli teknik untuk mendesain bangunan dengan sederhana tetapi
dengan balok-balok yang kuat, kolom-kolom dengan penampang yang lebih solid.
Hal ini memungkinkan desain struktur yang ringan dengan bentang yang lebih
panjang dan bukaan-bukaan yang lebih lebar.
Pada akhir abad ke-19, Eifel, seorang ahli teknik
perancis yang banyak membangun jembatan baja bentang panjang mengembangkan
inovasi-nya untuk Menara Eifel (Gambar 1.5.),
yang dikenal sebagai simbol kota Paris.
Gambar 1.4. flying buttresses
Penampang sistem struktur pada bangunan katedral
Gambar 1.5. Menara Eiffel
1.3. Klasifikasi Struktur
Untuk dapat memahami suatu bidang ilmu termasuk struktur
bangunan, maka pengetahuan tentang bagaimana kelompok-kelompok
dalam struktur dibedakan, diurutkan, dan dinamakan secara sistematis
sangat diperlukan. Pengetahuan tentang kriteria dan kemungkinan
hubungan dari bentuk-bentuk menjadi dasar untuk mengklasifikasikan
struktur bangunan.
Metode umum yang sering digunakan adalah
mengklasifikasikan elemen struktur dan sistemnya menurut bentuk dan sifat
fisik dasar dari suatu konstruksi, seperti pada Gambar 1.6.
Klasifikasi struktur berdasarkan geometri atau bentuk dasarnya:
• Elemen garis atau elemen yang disusun dari elemen-elemen garis,
adalah klasifikasi elemen yang panjang dan langsing dengan
potongan melintangnya lebih kecil dibandingkan ukuran panjangnya.
Elemen garis dapat dibedakan atas garis lurus dan garis lengkung.
• Elemen permukaan adalah klasifikasi elemen yang ketebalannya
lebih kecil dibandingkan ukuran panjangnya. Elemen permukaan,
dapat berupa datar atau lengkung. Elemen permukaan lengkung bisa
berupa lengkung tunggal ataupun lengkung ganda
Klasifikasi struktur berdasarkan karakteristik kekakuannya elemennya:
• Elemen kaku, biasanya sebagai batang yang tidak mengalami
perubahan bentuk yang cukup besar apabila mengalami gaya akibat
beban-beban.
• Elemen tidak kaku atau fleksibel, misalnya kabel yang cenderung
berubah menjadi bentuk tertentu pada suatu kondisi pembebanan.
Bentuk struktur ini dapat berubah drastis sesuai perubahan
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
120
pembebanannya. Struktur fleksibel akan mempertahankan keutuhan
fisiknya meskipun bentuknya berubah-ubah.
Gambar 1.6 Klasifikasi elemen struktur
Sumber: Schodek, 1999
Berdasarkan susunan elemen, dibedakan menjadi 2 sistem seperti
diilistrasikan pada Gambar 3.8:
• Sistem satu arah, dengan mekanisme transfer beban dari struktur
untuk menyalurkan ke tanah merupakan aksi satu arah saja. Sebuah
balok yang terbentang pada dua titik tumpuan adalah contoh sistem
satu arah.
• Sistem dua arah, dengan dua elemen bersilangan yang terletak di
atas dua titik tumpuan dan tidak terletak di atas garis yang sama.
Suatu pelat bujur sangkar datar yang kaku dan terletak di atas
tumpuan pada tepi-tepinya
Gambar 1.7. Klasifikasi struktur menurut mekanisme transfer beban
Sumber: Schodek, 1999
Berdasarkan material pembentuknya, dibedakan:
• Struktur kayu
• Struktur baja
• Struktur beton, dll
1.4.Elemen-elemen Utama Struktur
Elemen-elemen Utama Struktur
Elemen-elemen struktur utama dikelompokan menjadi tiga kelompok utama, yaitu:
• Elemen kaku yang umum digunakan: balok, kolom, pelengkung,
pelat datar, pelat berkelengkungan tunggal dan cangkang.
• Elemen tidak kaku atau fleksibel: kabel, membran atau bidang
berpelengkung tunggal maupun ganda.
• Elemen-elemen yang merupakan rangkaian dari elemen-elemen
tunggal: rangka, rangka batang, kubah, dan jaring.
a. Balok dan Kolom
Elemen horisontal (balok) memikul beban
yang bekerja secara transversal dari panjangnya dan menyalurkan beban tersebut
ke elemen vertikal (kolom) yang menumpunya. Kolom dibebani secara aksial oleh
balok, dan akan menyalurkan beban tersebut ke tanah. Balok akan melentur
sebagai akibat dari beban yang bekerja secara transversal, sehingga balok sering disebut memikul
beban secara melentur. Kolom tidak melentur ataupun melendut
karena pada umumnya mengalami gaya aksial saja.
b. Rangka
Struktur rangka secara sederhana sama
dengan jenis balok-tiang (post-and-beam), tetapi dengan aksi struktural yang berbeda. Pada
sistem rangka ini, balok
maupun kolom akan melentur sebagai akibat adanya aksi beban
pada struktur.
c. Rangka
Batang
Rangka batang (trusses) adalah struktur
yang dibuat dengan menyusun elemen linier berbentuk batang-batang yang
relatif pendek dan lurus menjadi pola-pola segitiga. Setiap elemen batangnya
tidak melentur tetapi hanya akan mengalami gaya tarik atau tekan saja.
d. Pelengkung
Pelengkung
adalah struktur yang dibentuk oleh elemen garis yang melengkung dan membentang
antara dua titik.
e. Dinding dan
Plat
Pelat datar dan dinding adalah struktur
kaku pembentuk permukaan. Suatu dinding
pemikul beban dapat memikul beban baik beban yang bekerja dalam arah
vertikal maupun beban lateral seperti beban angin maupun gempa.
Struktur pelat datar digunakan
secara horisontal dan memikul beban sebagai lentur dan meneruskannya ke tumpuan. Struktur pelat
dapat terbuat dari beton bertulang
ataupun baja.
f.
Kabel
Kabel adalah elemen struktur fleksibel.
Bentuk struktur kabel tergantung dari dasar dan perilaku beban yang bekerja
padanya. Struktur kabel yang ditarik pada kedua ujungnya, berbentuk lurus saja
disebut tie-rod.
g. Membran,
Tenda dan Jaring
Membranadalahlembaran tipis
dan fleksibel. Tendabiasanyadibentuk
dari permukaan membran. Jaring adalah
permukaan tiga dimensi yang terbuat dari
sekumpulan
kabel lengkung yang melintang.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar