Perkembangan Sistem Struktur

Struktur bangunan adalah bagian dari sebuah sistem bangunan yang bekerja untuk menyalurkan beban yang diakibatkan oleh adanya bangunan di atas 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.

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. Perubahan bentuk struktur berhubungan erat dengan penggunaan material, teknologi konstruksi, pengetahuan perencana pada perilaku struktur atau analisis struktur, hingga keterampilan pekerja konstruksinya.

sistem post-and-lintel, Mesir

Keberhasilan terbesar para ahli teknik Mesir adalah digunakannya batu-batu yang berasal dari sepanjang sungai Nil untuk membangun kuil dan piramid. Karena kemampuan daya dukung batu yang rendah dan kualitas yang sangat tidak menentu, yang disebabkan adanya retak-retak dalam dan rongga-rongga, maka bentang balok-balok tersebut harus sependek mungkin untuk mempertahan kerusakan akibat lentur (Gambar atas). Oleh karenanya 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.

Yunani, lebih tertarik dengan kolom batu dengan penampilan yang lebih halus, menggunakan tipe yang sama dengan post-and-lintel sistem pada 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. 

sistem Post and Lintel, Yunani

Sebagai pembangun berbakat, para teknisi Roma mengguna- kan struktur lengkung secara luas, seperti yang sering ditemui dalam deret-deret ben- tuk bertingkat pada stadion (coliseum), terowongan air, dan jembatan (Gambar 3). Bentuk lengkung dari busur memungkinkan bentang bersih yang lebih panjang dari yang bisa diterapkan pada bangunan dengan konstruksi pasangan batu post-and-lintel. Stabilitas bangunan lengkung mensyaratkan:

1) seluruh penampang bekerja menahan gaya tekan akibat kombinasi beban-beban keseluruhan,

2) abutmen atau dinding akhir mempunyai kemampuan yang cukup untuk menyerap gaya diagonal yang besar pada dasar lengkungan.
Orang-orang Roma mengembangkan metode pembentukan pelingkup ruang interior dengan kubah batu, seperti terlihat pada Pantheon yang ada di Roma.

Gambar 3. Bangunan Romawi, Sumber: Bautechnik Fachunde, 2007

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 (Gambar 4). Ruang- ruang atap dengan lengkungan tiga dimensional juga ditunjukan pada konstruksi atap-atap. Elemen- elemen batu yang melengkung atau disebut flying buttresses, yang digunakan bersama dengan tiang-tiang penyangga dari kolom batu yang tebalatau dinding yang menyalurkan gaya dari kubah atap ke tanah (Gambar 5). Bidang teknik pada periode ini menghasilkan pengalaman yang tinggi berdasar pada apa yang dipelajari ahli bangunan dan mengajarkan pada murid-muridnyaselanjutnya ketrampilan ini diturunkan pada generasi- generasi selanjutnya.

Gambar 4. Struktur lengkung kubah

Bangunan Sumber: Bautechnik Fachunde, 2007

Gambar 5. Penampang sistem struktur 

Pada akhir abad ke-19, Eifel, seorang ahli teknik perancis yang banyak membangun jembatan baja bentang pan- jang mengembangkan inovasi-nya untuk Menara Eifel, yang dikenal sebagai simbol kota Paris (Gambar 3.6). Dengan adanya pengembangan kabel baja tegangan tinggi, para ahli teknik memungkinkan memba-ngun jembatan gantung dengan bentang panjang. Penambahan tulangan baja pada beton memungkinkan para ahli untuk mengganti beton tanpa tulangan menjadi lebih kuat, dan menjadikan elemen struktur lebih liat (ductile). Beton bertulang me- merlukan cetakan sesuai dengan variasi bentuk yang diinginkan. Sejak beton bertu- lang menjadi lebih monolit yang berarti bahwa aksi beton dan baja menjadi satu kesatuan unit, maka beton bertulang memiliki kemampuan yang lebih tidak terbatas

Dikenalnya teknik las pada akhir abad ke-19 memungkinkan penyambungan elemen baja dan menyederhanakan konstruksi rangka kaku baja. Selanjutnya, pengelasan menggantikan plat-plat sambung berat dan sudut-sudut yang menggunakan paku keling. Saat ini perkembangan komputer dan penelitian-penelitian dalam ilmu bahan menghasilkan perubahan besar dari ahli-ahli teknik struktur dalam mengembangan pendukung khusus struktur. Pengenalan komputer dan pengembangan metode matriks untuk balok, pelat dan elemen bidang permukaan memungkinkan perencana menganalisis struktur yang kompleks dengan cepat dan akurat.