Pada Bab sebelumnya berkaitan dengan
Struktur Bangunan, adalah rangkaian elemen yang menjadi satu kesatuan sebagai penyalur beban pada suatu bangunan dari dalam tanah hingga ke bagian atas bangunan.
Pada Bab berikutnya kita akan sajikan tentang Elemen-elen Struktur.
A. Klasifikasi Elemen Struktur
1. Berdasarkan Geometri dan Bentuk Dasar
2. Berdasarkan karakteristik kekakuan elemen
3. Berdasarkan susunan elemen
4. Berdasarkan material pembentuk
1. Berdasarkan geometri dan bentuk
dasarnya :
- Elemen garis adalah klasifikasi elemen yang ramping dan panjang dengan potongan melintangnya lebih kecil dibandingkan ukuran panjangnya. Elemen garis dibedakan atas garis lurus dan garis lengkung.
- Elemen permukaan adalah elemen yang ketebalannya lebih kecil dari pada ukuran panjang nya.Elemen permukaan dapat berupa datar atau lengkung.Elemen lengkung bisa berupa lengkung tunggal atau lengkung ganda.
2. Berdasarkan karakteristik kekakuan
elemen :
- Elemen kaku, biasanya sebagai elemen (batang) yang tidak mengalami perubahan bentuk yang cukup besar apabila mengalami gaya (tekanan) akibat beban-beban tertentu.
- Elemen tidak kaku atau fleksibel: elemen yang mempunyai kecenderungan berubah menjadi bentuk tertentu pada suatu kondisi pembebanan,misalnya kabel..Struktur fleksibel akan mempertahankan keutuhan fisik nya meskipun bentuknya berubah-ubah.
3. Berdasarkan susunan elemen :
- System satu arah, dengan mekanime transfer
beban dari struktur untuk menyalurkan
ketanah merupakan aksi satu arah
saja.Sebuah balok yang terbentang pada dua
titik tumpuan adalh contoh system satu arah.
- System dua arah dengan system bersilang yang terletak diantara dua titik tumpuan dan tidak terletak diatas garis yang sama
4. Berdasarkan material pembentuknya :
- Struktur kayu : struktur bangunan yang
terbuat dari kayu.
- Struktur baja : struktur bangunan yang
terbuat dari baja.
- Struktur beton : struktur bangunan yang terbuat dari beton.
B. Jenis Elemen Struktur
1. Balok dan Kolom
Struktur yang dibentuk dengan cara meletakkan elemen kaku horisontal di atas elemen
kaku vertikal adalah struktur yang umum dijumpai.
Elemen horizontal (balok) sering
disebut sebagai elemen lentur, yaitu memikul beban yang bekerja secara transversal
dari panjangnya dan mentransfer beban tersebut ke kolom vertikal yang menumpunya.
Balok adalah bagian dari struktural sebuah bangunan yang
kaku dan dirancang untuk menanggung dan
mentransfer beban menuju elemen-elemen
kolom penopang.
Fungsi balok : mengikat kolom supaya
bersatu padu mempertahankan bentuk dan
posisi semula apabila terjadi pergerakan
Kolom dibebani beban secara aksial oleh balok, kemudian mentransfer beban tersebut
ke tanah. Kolom yang memikul balok tidak melentur ataupun melendut karena kolom
pada umumnya mengalami gaya aksial tekan saja.
batang tekan vertikal dari rangka struktur
yang memikul beban dari balok.
Fungsi kolom : struktur utama untuk
meneruskan berat bangunan dan berat beban
yang ditopang bangunan (manusia dan
barang), serta hembusan angin
Beban yang ditopang kolom bangunan
dimulai dari atap sebuah bangunan, lalu
didistribusikan ke permukaan tanah
dibawahnya.
2. Rangka
Rangka mempunyai aksi struktural yang berbeda dengan jenis balok-tiang, karena
adanya titik hubung kaku antara elemen vertikal dan elemen horisontal. Kekakuan titik
hubung ini memberikan banyak kestabilan terhadap gaya lateral. Kekakuan titik hubung
adalah salah satu dari berbagi jenis hubungan yang ada di antara berbagai elemen
struktur.
Pada sistem rangka, baik balok maupun kolom akan melentur sebagai akibat adanya
aksi beban pada struktur.
Berfungsi untuk meneruskan beban vetikal
maupun beban horizontal , baik berupa
beban atap, beban manusia dan barang,
maupun beban gempa dan angin ke tanah.
Berdasarkan materialnya, rangka dibedakan :
Rangka Baja
Rangka Beton Bertulang
Rangka kayu
Rangka Bambu
3. Rangka Batang
Struktur rangka batang adalah struktur yang terdiri dari kumpulan elemen batang yang
disambung untuk membentuk suatu geometri tertentu sedemikian sehingga apabila diberi beban pada titik buhul (titik pertemuan antar batang) maka struktur tersebut akan
menyalurkan beban ke tumpuan melalui gaya aksial (tarik atau tekan) pada batangbatangnya.
Titik buhul dimodelkan berperilaku sebagai sambungan pin (engsel) sehingga tidak bisa
menahan atau menyalurkan momen ke batang yang lain.
Terdiri dari:
A. konstruksi rangka batang tunggal :
mempunyai pola bentuk dengan setiap batang
atau setiap segitiga penyusunnya mempunyai
kedudukan yang setingkat.
B. konstruksi rangka batang ganda : mempunyai
pola bentuk dengan setiap batang atau setiap
segitiga penyusunnya dua tingkat kedudukan
atau konstruksinya terdiri atas dua buah
kesatuan konstruksi yang setara.
C. Konstruksi rangka batang tersusun :
mempunyai pola bentuk dengan kedudukan
batang atau segitiga penyusunnya ada perbedaan
tingkatan ( konstruksi anak dan konstruksi
induk)
Pengertian Struktur Rangka batang:
Struktur rangka batang adalah struktur yang
terdiri dari kumpulan elemen batang yang
disambung untuk membentuk suatu geometri
tertentu sedemikian sehingga apabila diberi
beban pada titik buhul (titik pertemuan antar
batang) maka struktur tersebut akan
menyalurkan beban ke tumpuan melalui gaya
aksial (tarik atau tekan) pada batangbatangnya.
Titik buhul dimodelkan berperilaku sebagai
sambungan pin (engsel) sehingga tidak bisa
menahan atau menyalurkan momen ke batang
yang lain.
4. Pelengkung
Pelengkung adalah struktur yang dibentuk oleh elemen garis yang melengkung dan
membentang di antara dua titik.
Pada umumnya terdiri atas potonganpotongan kecil
yang mempertahankan posisinya akibat adanya tekanan dari beban.
contoh jembatan pelengkung seperti terlihat pada Gambar dibawah. Contoh lain adalah
pada bangunan-bangunan modern, atau dinamakan pelengkung kaku (rigid arch).
5. Dinding dan Pelat
Dinding dan pelat datar adalah struktur kaku pembentuk permukaan.
Dinding pemikul
beban biasanya dapat memikul baik beban arah vertikal maupun beban lateral (gempa,
angin dan lain-lain).
Pelat datar biasanya digunakan secara horisontal dan memikul beban sebagai lentur,
dan meneruskannya ke tumpuan. Struktur pelat biasanya terbuat dari beton bertulang
atau baja.
6. Cangkang Silindrikal dan Terowongan
Cangkang contohnya adalah struktur pelat-satu-kelengkungan. Cangkang mempunyai
bentang longitudinal dan lengkungannya tegak lurus terhadap diameter bentang.
Cangkang dibuat dari material kaku (misalnya beton bertulang atau baja).
 |
| Gedung Teater Keong Mas di Taman Mini Indinesia contong bentuk Struktur Cangkang |
Terowongan berbeda dengan cangkang, yaitu struktur berkelengkungan tunggal yang
membentang secara transversal. Terowongan dapat dipandang sebagai pelengkung
menerus.
7. Kubah dan Cangkang Bola
Kubah sangat efisien digunakan pada suatu bangunan dengan bentang besar. Tingkat
kesulitan perhitungan lebih rumit.
8. Kabel
Kabel adalah elemen struktur fleksibel. Bentuknya sangat tergantung pada besar dan
perilaku beban yang bekerja padanya. Kabel dapat digunakan pada bentang yang
panjang. Biasanya digunakan pada jembatan yang memikul dek jalan raya deserta lalu
lintas di atasnya. Sebagai contoh, dii negara Indonesia sudah dibangun beberapa
jembatan kabel.
Keuntungan struktur kabel :
Ekonomis untuk menutup permukaan luas
Ringan
Daya tahan besar terhadap gaya tarik
Memberikan efisiensi ruang lebih besar
Aman terhadap api
Kabel menyesuaikan diri pada kondisi keseimbangan
baru saat terjadi penurunan penopang
Cocok untuk bangunan bersifat permanen
Kelemahan struktur kabel :
Pembebanan yang berbahaya yaitu saat getaran.
9. Membran, Tenda dan Jaring
Membran adalah lembaran tipis dan fleksibel. Tenda biasanya dibuat dari permukaan
membran. Bentuk yang sederhana maupun kompleks dapat dibuat dengan
menggunakan membran-membran.
Jaring adalah permukaan 3D yang terbuat dari
sekumpulan kabel lengkung yang melintang. Jaring mempunyai analogi dengan kulit
membran. Dengan memungkinkan adanya lubang saringan untuk variasi sesuai
keperluan, maka sangat banyak bentuk permukaan yang dapat diperoleh. Salah satu keuntungan penggunaannya yaitu penempatan kabel dapat mencegah atap
dari getaran akibat tekanan dan isapan angin. Selain itu, gaya tarik umumnya dapat
diberikan pada kabel dengan alat jacking sehingga seluruh permukaan dapat
mempunyai tahanan terhadap getaran pada atap.
 |
| Tenda Raksasa di Nabawi Madinah |