• 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
Struktur yang dibentuk dengan cara meletakkan elemen kaku
horisontal di atas elemen kaku vertikal. 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. Pada suatu bangunan struktur balok dapat merupakan
balok tunggal di atas tumpuan sederhana ataupun balok menerus. Pada
umumnya balok menerus merupakan struktur yang lebih menguntungkan
dibanding balok bentangan tunggal di atas dua tumpuan sederhana.
b) Rangka
Struktur rangka secara sederhana sama dengan jenis balok-tiang
(post-and-beam), tetapi dengan aksi struktural yang berbeda karena adanya
titik hubung kaku antar elemen vertikal dan elemen horisontalnya. Kekakuan
titik hubung ini memberi kestabilan terhadap gaya lateral. Pada sistem
rangka ini, balok maupun kolom akan melentur sebagai akibat adanya aksi
beban pada struktur. Pada struktur rangka panjang setiap elemen terbatas,
sehingga biasanya akan dibuat dengan pola berulang.
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. Rangka batang yang terdiri atas elemenelemen
diskrit akan melendut secara keseluruhan apabila mengalami
pembebanan seperti halnya balok yang terbebani transversal. 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. Struktur ini umumnya terdiri
atas potongan-potongan kecil yang mempertahankan posisinya akibat
adanya pembebanan. Bentuk lengkung dan perilaku beban merupakan hal
pokon yang menentukan apakah struktur tersebut stabil atau tidak.
Kekuatan struktur tergantung dari bahan penyusunnya serta beban yang
akan bekerja padanya. Contoh struktur pelengkung adalah pelengkung yang
dibentuk dari susunan bata. Bentuk struktur pelengkung yang banyak
digunakan pada bangunan modern adalah pelengkung kaku (rigid arch).
Struktur ini hampir sama dengan pelengkung bata tetapi terbuat dari
material kaku. Struktur pelengkung kaku dapat menahan beban aksial lebih
baik tanpa terjadi lendutan atau bengkokan pada elemen strukturnya, jika
dibandingkan dengan pelengkung bata.
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. Jika struktur dinding terbuat dari susunan material kecil
seperti bata, maka kekuatan terhadap beban dalam arah tegak lurus
menjadi sangat terbatas.
Struktur pelat datar digunakan secara horisontal dan memikul beban
sebagai lentur dan meneruskannya ke tumpuan. Struktur pelat dapat terbuat
dari beton bertulang ataupun baja. Pelat horisontal dapat dibuat dengan pola
susunan elemen garis yang kaku dan pendek, dan bentuk segitiga tiga
dimensi digunakan untuk memperoleh kekakuan yang lebih baik. Struktur
pelat dapat berupa pelat lipat (folded plate) yang merupakan pelat kaku,
sempit, panjang, yang digabungkan di sepanjang sisi panjangnya dan
digunakan dengan bentang horisontal.
f) Cangkang silindrikal dan terowongan
Cangkang silindrikal dan terowongan merupakan jenis struktur pelatsatu-
kelengkungan. Struktur cangkang memiliki bentang longitudinal dan
kelengkungannya tegak lurus terhadap diameter bentang. Struktur cangkang
yang cukup panjang akan berperilaku sebagai balok dengan penampang
melintang adalah kelengkungannya. Bentuk struktur cangkang ini harus
terbuat dari material kaku seperti beton bertulang atau baja.
Terowongan adalah struktur berpelengkung tunggal yang membentang pada
arah transversal. Terowongan dapat dipandang sebagai pelengkung
menerus.
g) Kubah dan Cangkang Bola
Kubah dan cangkang bola merupakan bentuk struktur
berkelengkungan ganda. Bentuk kubah dan cangkang dapat dipandang sebagai bentuk lengkungan yang diputar. Umumnya dibentuk dari material
kaku seperti beton bertulang, tetapi dapat pula dibuat dari tumpukan bata.
Kubah dan cangkang bola adalah struktur yang sangat efisien yang
digunakan pada bentang besar, dengan penggunaan material yang relatif
sedikit. Struktur bantuk kubah dapat juga dibuat dari elemen-elemen garis,
kaku, pendek dengan pola yang berulang, contohnya adalah kubah
geodesik.
h) Kabel
Kabel adalah elemen struktur fleksibel. Bentuk struktur kabel
tergantung dari basar dan perilaku beban yang bekerja padanya. Struktur
kabel yang ditarik pada kedua ujungnya, berbentuk lurus saja disebut tierod.
Jika pada bentangan kabel terdapat beban titik eksternal maka bentuk
kabel akan berupa segmen-segmen garis. Jika beban yang dipikul adalah
beban terbagi merata, maka kabel akan berbentuk lengkungan, sedangkan
berat sendiri struktur kabel akan menyebabkan bentuk lengkung yang
disebut catenary-curve.
i) Membran, Tenda dan Jaring
Membran adalah lembaran tipis dan fleksibel. Tenda biasanya
dibentuk dari permukaan membran. Bentuk strukturnya dapat berbentuk
sederhana maupun kompleks dengan menggunakan membran-membran.
Untuk permukaan dengan kelengkungan ganda seperti permukaan bola,
permukaan aktual harus tersusun dari segmen-segmen yang jauh lebih kecil
karena umumnya membran hanya tersedia dalam bentuk lembaranlembaran
datar. Membran fleksibel yang dipakai pada permukaan dengan
menggantungkan pada sisi cembung berarah ke bawah, atau jika berarah
keatas harus ditambahkan mekanisme tertentu agar bentuknya dapat tetap.
Mekanisme lain adalah dengan menarik membran agar mempunyai bentuk
tertentu. Jaring adalah permukaan tiga dimensi yang terbuat dari
sekumpulan kabel lengkung yang melintang.
Satuan Struktur Utama dan Penggabungannya
Selengkapnya tentang : Elemen-elemen Sistem Struktur Bangunan
Sejarah Perkembangan Sistem Struktur
Klasifikasi Struktur
Selengkapnya : Teknik Struktur Bangunan
Beranda
Posting Komentar