Macam-Macam Sistem Struktur Bangunan

Blog ini mempelajari macam-macam atau jenis-jenis sistem struktur pada bangunan. Blog ini sebaga referensi unuk pengetahuan di bidang keilmuwan teknik sipil baik untuk pelajar ataupun praktisi.

Bagi orang teknik sipil, ilmu dasar yang wajib di pelajari adalah Analisis Struktur. Oleh sebab itu, kalau kamu kuliah jurusan teknik sipil, hukumnya wajib untuk belajar Analisis Struktur, bahkan sangking pentingnya belajar Analisis Struktur, sampai - sampai mata kuliah ini di bagi menjadi beberapa bagian, seperti yang kita kenal ada Analisis Struktur 1, Analisis Struktur 2, bahkan bisa sampai Analisis Struktur 4 loh.

Tapi apakah kamu sudah tahu bahwa analisis struktur itu ada berbagai macam atau jenis sistem strukturya ?? Dan gimana sih bentuk nyatanya di lapangan ?? saya awalnya bingung juga kalau di suruh kerjain soal Analisis Struktur, dan di situ cuma ada gambar garis - garis lurus aja, terus di bilang sama dosennya ini balok, ini gedung, ini jembatan,  gambarnya seperti di bawah ini. 

Saya pribadi tidak bisa membayangkan, dan bahkan awalnya saya tidak tahu sebenarnya apa sih yang saya hitung ini !!. Jadi, langsung aja nih kita bahas apa saja macam atau jenis sistem struktur dan bagaimana sih bentuknya di lapangan.

Dalam analisis struktur ada berbagai macam sistem struktur yaitu :

A. Sistem rangka batang 2 dimensi (plane truss system)

B. Sistem rangka batang 3 dimensi (space truss sytem)

C. Sistem portal 2 dimensi (plane frame sytem)

D. Sistem balok silang (grid sytem)

E. Sistem portal 3 dimensi (space frame sytem)

Berikut saya jelaskan apa saja itu sistem struktur yang di maksud di atas : 

A. Sistem rangka batang 2-dimensi (plane truss system)

Struktur terbentuk dari elemen-elemen batang lurus (lazimnya prismatis) yang dirangkai dalam bidang datar, dengan sambungan antar ujung-ujung batang diasumsikan "sendi sempurna". Beban luar yang bekerja harus berada di titik-titik buhul(titik sambungan) dengan arah sembarang namun harus sebidang dengan bidang struktur tersebut. Posisi tumpuan, yang dapat berupa sendi atau rol, juga harus berada pada titik-titik buhul. Berdasarkan pertimbangan stabilitas struktur, bentuk dasar dari rangkaian batang-batang tersebut umumnya adalah berupa bentuk segitiga. Apabila semua persyaratan tersebut dipenuhi maka dapat dijamin bahwa semua elemen-elemen pembentuk sistem rangka batang 2 dimensi (plane truss system) tersebut hanya akan mengalami gaya aksial desak atau tarik.

Berbagai contoh struktur di lapangan yang dapat diidealisasikan menjadi sistem rangka batang 2 dimensi antara lain adalah : struktur kuda-kuda, penyangga atap bangunan dan struktur jembatan rangka. 

B. Sistem rangka batang 3 dimensi ( space truss system)

Struktur terbentuk dari elemen-elemen batang lurus (lazimnya prismatis) yang dirangkai dalam ruang 3-dimensi, dengan sambungan antar ujung-ujung batang diasumsikan "sendi sempurna". 

Beban luar yang bekerja harus berada di titik-titik buhul (titik sambungan) dengan arah sembarang dalam ruang 3 dimensi. Posisi tumpuan, yang lazimnya berupa sendi, juga harus berada pada titik-titik buhul. Berdasarkan pertimbangan stabilitas struktur, bentuk dasar dari rangkaian batang-batang tersebut umumnya adalah berupa bentuk segitiga. 

Apabila semua persyaratan tersebut dipenuhi maka dapat dijamin bahwa semua elemen-elemen pembentuk sistern rangka batang 3 dimensi (space truss system) tersebut hanya akan mengalami gaya aksial desak atau tarik

Berbagai contoh struktur di lapangan yang dapat diidealisasikan menjadi sistem rangka batang 3 dimensi antara lain adalah: struktur kuda-kuda penyangga atap bangunan yang relatif luas (misalnya stadion, convention hall, mall, dan hanggar pesawat terbang), struktur jembatan rangka berbentang panjang, menara-menara transmisi listrik tegangan tinggi, dan menara-menara telekomunikasi / pemancar televisi / radio.

C. Sistem portal 2 dimensi (plane frame sytem)

Struktur terbentuk dari elemen-elemen batang lurus (lazimnya prismatis) yang dirangkai dalam bidang datar, dengan sambungan antar ujung-ujung batang diasumsikan "kaku sempurna" namun dapat berpindah tempat dalam bidang strukturnya dan dapat berputar dengan sumbu putar yang tegak lurus bidang struktur tersebut.

Beban luar yang bekerja boleh berada di titik-titik buhul maupun pada titik-titik disepanjang batang dengan arah sembarang namun harus sebidang dengan bidang struktur tersebut. Posisi tumpuan, yang dapat berupa jepit, sendi, atau rol, juga harus berada pada titik-titik buhul. 

Mengingat sambungan antar ujung-ujung batang adalah kaku sempurna yang dapat menjamin stabilitas elemen, maka sistem portal 2 dimensi ini meskipun lazimnya mendekati bentuk-bentuk segi-empat, namun pada prinsipnya boleh berbentuk sembarang dan tidak memerlukan bentuk dasar segitiga seperti halnya pada sistem rangka batang 2 dimensi. Elemen-elemen pembentuk sistem portal 2 dimensi (plane frame system) tersebut akan dapat mengalami gaya-gaya dalam (internal forces) berupa: gaya aksial (desak atau tarik), momen lentur (bending moment),dan gaya geser.

Berbagai contoh struktur di lapangan yang dapat diidealisasikan menjadi sistem portal 2 dimensi ( plane frame system) antara lain adalah: struktur portal-portal gedung berlantai banyak, struktur portal bangunan-bangunan industri/pabrik/gudang, dan jembatan-jembatan balok menerus statis tak tentu. Khusus pada sistem balok menerus,apabila beban yang bekerja, didominasi oleh gaya-gaya yang berarah tegak lurus sumbu batang, maka gaya aksial pada batang relatif kecil atau bahkan tidak terjadi, dan gaya-gaya dalam yang diperhitungkan dialami oleh elemen hanya berupa momen lentur dan gaya geser saja. 

D. Sistem balok silang (grid sytem)

Struktur terbentuk dari elemen-elemen batang lurus (lazimnya prismatis) yang dirangkai dalarn bidang datar, dengan sambungan antar ujung-ujung batang diasumsikan "kaku sempurna" namun dapat berpindah tempat dalam arah tegak lurus bidang strukturnya, dan dapat berputar. Beban luar yang bekerja boleh berada di titik-titik buhul maupun pada titik-titik di sepanjang batang dengan arah harus tegak lurus terhadap bidang struktur tersebut. Posisi tumpuan, yang dapat berupa jepit atau sendi, juga harus berada pada titik - titik buhul. 

Mengingat sambungan antar ujung-ujung batang adalah kaku sempurna yang dapat menjamin stabilitas elemen, maka sistem balok silang ini meskipun lazimnya mendekati bentuk-bentuk segi empat, namun pada prinsipnya boleh berbentuk sembarang. Elemen-elemen pembentuk sistem balok silang (grid system) tersebut akan dapat mengalami gaya-gaya dalam (internal forces) berupa momen lentur (bending mornent), momen torsi(torsional moment) dan gaya geser.

Berbagai contoh struktur di lapangan yang dapat diidealisasikan menjadi sistem balok silang antara lain adalah : struktur penyangga lantai-lantai bangunan bertingkat banyak, struktur bangunan industri, struktur jembatan, dan struktur dermaga. 

E. Sistem portal 3-dimensi ( space frame system)

Struktur terbentuk dari elemen-elemen batang lurus (lazimnya prismatis) yang  dirangkai dalam ruang 3 dimensi, dengan sambungan antar ujung-ujung batang diasumsikan "kaku sempurna" namun dapat berpindah tempat dan berputar dalam ruang 3-dimensi. Beban luar yang bekerja boleh berada di titik-titik buhul maupun pada titik-titik di sepanjang batang dengan arah sembarang. Posisi tumpuan, yang dapat berupa jepit atau sendi, harus berada pada titik-titik buhul. 

Mengingat sambungan antar ujung-ujung batang adalah kaku sempurna yang dapat menjamin stabilitas elemen, maka sistem portal 3-dimensi ini meskipun lazimnya mendekati bentuk-bentuk segi-empat, namun pada prinsipnya boleh berbentuk sembarang. Elemen-elemen pembentuk sistem portal 3-dimensi (space frame system) tersebut akan dapat mengalami gaya-gaya dalam (internal forces) berupa : momen lentur (bending moment ) dalam 2 arah sumbu putar, mornen torsi (torsional mornent), gaya geser dalam 2 arah, dan gaya aksial.