Macam-Macam Sistem Struktur

Sebagai pemikul beban-beban bangunan suatu sistem struktur diterapkan pada suatu bangunan sesuai dengan tujuan dan kebutuhan dari bangunan tersebut. Ada beberapa macam sistem struktur. Suatu bangunan bisa direncanakan dengan satu atau lebih sistem struktur. Penentuan sistem struktur merupakan tanggung jawab perencana struktur sesuai dengan bentuk gedung, kondisi lingkungan dan bagaimana sistem struktur menerima dan mendistribusikan beban dengan caranya masing-masing. Beberapa diantara sistem struktur yang sering digunakan adalah sebagai berikut.

Balok

Balok merupakan sistem struktur yang cukup sering digunakan. Balok bisa digunakan sebagai bagian atau elemen dari suatu struktur seperti halnya pada portal berlantai banyak maupun sebagai sistem struktur itu sendiri seperti pada sebuah jembatan bentang pendek sederhana dengan metode simple beam. Balok bekerja dengan menerima beban dan mendistribusikan gaya momen dan geser sepanjang bentangnya.

Rangka Batang

Rangka batang sering digunakan untuk bentang panjang menengah dimana penggunaan balok tidak lagi ekonomis. Rangka batang tersusun dari elemen-elemen batang yang dihubungkan sebagai pin pada ujung-ujungnya. Rangka batang didesain sebagai sistem yang menerima gaya aksial. Sehingga dengan asumsi itu maka penempatan beban dilakukan sedemikian rupa pada joint-jointnya.

Portal

Berbeda dengan elemen batang, portal didesain dengan ujung-ujung elemen batangnya diasumsikan sebagai rigid. Selain itu portal juga bisa menerima beban sepanjang bentangannya sehingga pada portal selain gaya aksial juga terjadi gaya momen dan geser. Sampai dengan saat ini portal dan bentuk variasinya masih termasuk sistem struktur yang paling sering digunakan.

Pelengkung

Penggunaan rangka batang pada bentangan panjang tidak lagi praktis. Kasus-kasus seperti ini biasanya didapatkan pada konstruksi jembatan. Dalam hal ini biasanya digunakan sistem struktur pelengkung. Ada dua macam jenis pelengkung yaitu pelengkung atas dan pelengkung bawah. Pelengkung atas mentransfer beban dari dek jembatan ke pelengkung dengan menggunakan penggantung sedangkan pelengkung bawah mentransfer beban dari dek jembatan ke pelengkung menggunakan kolom. Pelengkung menerima beban dengan mendistribusikan beban tekan sepanjang pelengkun itu sendiri sehingga seringkali pelengkung dibuat menggunakan material dengan kuat tekan tinggi. Ujung-ujung dari pelengkung menerima gaya dorong keluar dari beban vertikal pada pelengkung yang akan membuat pelengkung menjadi rata sehingga diperlukan tumpuan yang cukup memadai pada tiap-tiap ujung pelengkung atau pada kasus jembatan diperlukan abutmen yang memadai.

Kabel

Untuk bentang panjang khusus biasanya juga digunakan struktur kabel terutama pada konstruktsi jembatan. Biasanya sistem struktur kabel dilakukan dengan bentuk kabel-kabel yang melewati puncak-puncak tower (sadel) dan ujung-ujung kabel menumpu pada blok angkur. Selain itu alternatif lain dari sistem kabel ini adalah sistem cable-stayed. Sistem ini mendistribusikan gaya tarik pada stay-stay dengan stay terluar menupu pada blok angkur yang terletak dalam tanah.

Dinding Geser dan Core

Kadang untuk bangunan tinggi digunakan dinding geser atau core sebagai pemikul gaya-gaya horizontal baik dari gempa ataupun angin. Sistem dinding geser biasanya digunakan sebagai tambahan pada sistem portal sebagai pengaku horizontal. Variasi lainnya adalah menjadikan lift shaft atau service duct sebagai pengaku horizontal atau dinding core.

Struktur Kontinum

Struktur kontinum merupakan sistem struktur dengan asumsi elemen sebagai badan kontinum bukan sebagai elemen diskrit. Sistem struktur yang biasanya menggunakan sistem kontinum adalah slab lantai, cangkang, dam, dan kubah.

 

Referensi :

1. Megson T.H.G., Structural and Stress Analysis, 2nd Ed, Elseiver Butterworth-Heinemann, Great Britain, 2005.