KD 3.1 Memahami Elemen-Elemen Struktur.
KD 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),
menggunakan tipe yang sama dengan post-and-lintel sistem pada bangunan
Parthenon.
Gambar 1.2 Bangunan Parthenon
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
Gambar
1.5. Menara Eiffel
1.3. Klasifikasi Struktur
Tabel 1. Kalsifikasi
Struktur
Klasifikasi Struktur | | Pengertian |
1 | Berdasarkan Geometri atau Bentuk Dasarnya | a | Elemen Garis /elemen yg disusun dari elemen-elemen garis | klasifikasi elemen yang panjang dan langsing dengan potongan melintangnya lebih kecil dibandingkan ukuran panjangnya. Elemen garis dapat dibedakan atas garis lurus dan garis lengkung. |
b | Elemen permukaan | klasifikasi elemen yang ketebalannya lebih kecil dibandingkan ukuran panjangnya. Elemen permukaan, dapat berupa datar atau lengkung. |
2 | Berdasarkan Karateristik Kekakuan Elemennya | a | Elemen Kaku | biasanya sebagai batang yang tidak mengalami perubahan bentuk yang cukup besar apabila mengalami gaya akibat beban-beban. |
Klasifikasi Struktur | | Pengertian |
| | b | Elemen Tidak Kaku/ Fleksibel | misalnya kabel yang cenderung berubah menjadi bentuk tertentu pada suatu kondisi pembebanan. Bentuk struktur ini dapat berubah drastis sesuai perubahan pembebanannya. Struktur fleksibel akan mempertahankan keutuhan fisiknya meskipun bentuknya berubah-ubah. |
3 | Berdasarkan susunan Elemen | a | Sistem satu arah | dengan mekanisme transfer beban dari struktur untuk menyalurkan ke tanah merupakan aksi satu arah saja. |
b | 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 |
4 | Berdasarkan Material pembentuknya | a | Kayu | |
b | Baja | |
c | Beton, dll. | |
1.4. Elemen-elemen Utama Struktur
Elemen-elemen struktur utama seperti pada
Gambar 1.6, 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.
Gambar 1.6. Jenis-jenis
Elemen Struktur
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.
sumber: ( E- Book Teknik Struktur
Bangunan Jilid 2 hal 115 - 124 )
Tugas 1
1. Jelaskan Definisi dari struktur bangunan?
2. Sebutkan minimal 3 struktur utama dari sebuah bangunan gedung!
3. Sebutkan klasifikasi struktur berdasarkan karakteristik kekakuan beserta contohnya!
4. Sebutkan contoh elemen-elemen tidak kaku!
5. Sebutkan struktur utama yang termasuk dalam elemen permukaan!
