Teknik Struktur Penjelasan Lengkap
International Space Station merupakan struktur yang rumit yang membutuhkan pemahaman teknik struktur yang tinggi.
Menara Eiffel merupakan salah satu pencapaian teknik struktur yang terpenting dalam sejarah.
Burj Khalifa ketika masih dalam proses konstruksi.
Teknik struktur yaitu bidang ilmu teknik yang berafiliasi dengan analisis dan desain struktur yang menyokong atau menahan beban. Teknik struktur biasanya berada di dalam teknk sipil, namun juga bisa terpisah.
Insinyur teknik struktur biasanya terlibat dalam desain bangunan dan struktur non-bangunan yang besar, namun mereka juga bisa terlibat dalam desain mesin, peralatan medis, kendaraan, atau benda lainnya yang terkait dengan integritas struktural yang terkait dengan fungsi atau keamanan benda tersebut. Insinyur teknik struktur harus memastikan desain mereka sesuai dengan kriteria desain, berdasar pada keamanan atau performa bangunan.
Teori teknik struktur berdasar pada aturan fisika dan pengetahuan empiris mengenai performa struktur menurut material dan geometri tertentu. Teknik struktur disarankan menciptakan desain yang sesederhana mungkin dengan tidak meninggalkan tujuan awal dibuatnya struktur, terutama kalau terkait dengan efisiensi pendanaan atau keterbatasan ruang.
Spesialisasi
Struktur bangunan
Lihat pula: Teknik arsitektur
Teknik bangunan struktural meliputi semua aspek trknik struktur yang terkait dalam mendesain bangunan. Ini yaitu cabang teknik struktur yang terdekat dengan arsitektur
Teknik bangunan struktural digerakkan oleh manipulasi kreatif dari materi dan bentuk menurut prinsip matematika dan sains untuk mencapai tujuan memenuhi persyaratan fungsi yang diharapkan dan kondusif secara struktural ketika diberikan beban yang mungkin akan diterima oleh struktur. Berbeda dengan desain arsitektur yang memanipulasi bahan, bentuk, massa, ruang, volum, tekstur, dan pencahayaan untuk mencapai tujuan fungsional, estetika, dan artistik.
Desain struktural untuk bangunan harus memastikan bahwa bangunan bisa berdiri tegak dan aman, bisa berfungsi tanpa defleksi yang berlebihan atau pergerakan yang mungkin bisa mengakibatkan kelelahan (fatigue) dari elemen struktural, cracking, creep, dan persoalan struktural lainnya. Desain juga harus memperhitungkan batas toleransi dari suatu materi yang akan dipakai untuk membangun. Selain itu, kondisi kerja menyerupai ventilasi, pengaturan udara, kelistrikan, pencahayaan, dan sebagainya juga harus diperhitungkan, termasuk keselamatannya. Desain struktural dari bangunan modern bisa sangat rumit sampai membutuhkan sejumlah besar tim untuk menyelesaikannya.
Teknik struktur gempa
Piramida suku maya di Chichen Itza yang tahan gempa
!Artikel utama untuk pecahan ini adalah: Teknik struktur gempa
Tujuan utama teknik struktur gempa yaitu untuk memahami interaksi antara struktur dengan getaran tanah untuk mengetahui konsekuensi dari gempa yang mungkin akan terjadi, dan mendesain serta membangun struktur yang tahan gempa.
Struktur tahan gempa bukanlah struktur yang sangat besar lengan berkuasa menyerupai piramida suku maya. Bahkan struktur yang sangat kaku merupakan bangunan yang rentan hancur oleh gempa. Piramida dikategorikan tahan gempa alasannya yaitu mempunyai luas permukaan yang menyentuh tanah yang luas kalau dibandingkan dengan tingginya. Sedangkan sebagian besar bangunan modern mejulang tinggi dengan luas ganjal bangunan yang tidak sebanding dengan tingginya.
Teknik sipil struktural
Teknik sipil sturktural meliputi semua ilmu teknik struktur yang terkait dengan lingkungan pembangunan. Hal ini mencakup:
Jembatan
Bendungan
Earthworks
pondasi
Struktur lepas pantai
Jaringan pipa
Pembangkit listrik
Jalur rel
Tembok penahan
Jalan
Terowongan
Jalur air
Infrastruktur air dan air pembuangan
Teknik sipil struktural seringkali dihadapkan dengan kendala tinggi, menyerupai variasi temperatur yang besar, beban dinamis menyerupai ombak atau kemudian lintas, tekanan tinggi dari air atau gas bertekanan, dan lingkungan korosif.
Struktur mekanis
Desain peluru kendali juga membutuhkan perhatian teknik struktur alasannya yaitu beban yang diterima dalam "menerjang udara" (beban aerodinamis) sangat besar
Prinsip teknik struktur diaplikasikan pada banyak sekali jenis struktur mekanis yang bergerak setiap ketika ketika digunakan. Desain struktur statis mengasumsikan bahwa geometri struktur tidak berubah (meski kenyataannya geometri struktur statis selalu berubah, namun sangat kecil sampai bisa diabaikan). Desain struktur mekanis harus memperhitungkan banyak sekali faktor kelelahan bahan, variasi beban yang bisa ditangani, dan defleksi akhir pergerakan struktur mekanis. Teknik struktur mekanis sangat akrab dengan teknik mesin, bahkan dipelajari di dalam teknik mesin dan ilmu teknik lainnya menyerupai teknik perkapalan dan teknik penerbangan.
Bagian-bagian mesin sanggup dihadapkan ke gaya yang besarnya bisa bervariasi secara signifikan, dan terjadi berulang-ulang pada laju yang sangat besar. Misal gaya pada sayap pesawat terbang bisa bervariasi tergantung pada ketinggian, posisi atau kemiringan, dan kondisi (lepas landas atau mendarat). Perubahan gaya ini bisa terjadi ribuan kali sepanjang usia penggunaan pesawat.
Sedangkan pada komponen mesin, misal piston, sanggup terjadi perubahan gaya yang cukup besar sebanyak ribuan kali dalam semenit, dan selama bekerja, piston mendapatkan temperatur yang tinggi. Desain struktural mekanis menyerupai ini harus memastikan bahwa struktur bisa menahan kondisi menyerupai itu dalam batas waktu usia pemakaian yang diizinkan.
Struktur berikut ini membutuhkan pekerjaan dari teknik struktur mekanis:
Saluran bertekanan
Karoseri
Crane
Lift
Eskalator
Badan kapal
Sejarah teknik struktur
Pengetahuan mengenai teknik struktur bisa dilihat pertama kali pada piramida bertingkat yang dibangun Imhotep untuk firaun Djoser. Imhotep merupakan insan pertama yang dikenal sebagai andal struktur bangunan. Piramida merupakan bentuk struktur yang paling umum yang dibangun pada zaman kuno alasannya yaitu bentuk struktur piramida diketahui stabil dan secara teori bisa dibangun sampai ketinggian yang tak terbatas.
Namun bentuk bukanlah hal yang mutlak diharapkan dalam integritas bangunan. Integritas piramida tetap terjaga alasannya yaitu kerikil yang berada di bawahnya bisa menunjang beban yang berada di atasnya.[4] Batu kapur, materi yang dipakai untuk membangun piramida, memiiki kekuatan tekan antara 30 sampai 250 MPa. Beban di atasnya tidak melebihi kekuatan tekan pidamida, kerikil kapur tidak akan rusak alasannya yaitu tekanan dari beban di atasnya.
Di masa pertengahan, kebanyakan desain dan konstruksi arsitektural dilakukan oleh tukang kerikil (masonry) dan tukang kayu (carpenter), mengakibatkan tugas master builder menjadi terkenal. Ketika itu, pengetahuan mengenai struktur begitu terbatas dan mereka melakukannya hanya menurut pada pengalaman dan eksperimen yang kesudahannya hanya diketahui oleh kalangan (guilds) sendiri. Struktur yang dibangun cenderung sama, dan hanya mengalami peningkatan bertahap sampai cukup monumental untuk dikenang sejarah.
Meski tidak ada catatan niscaya mengenai perhitungan kekuatan dan sifat materi struktur bangunan, pekerjaan ini terus berkembang sampai Revolusi Industri mengakibatkan beton diproduksi secara massal. Sebelumnya di masa Renaisans pemahaman fisika modern dimulai oleh Galileo dan Newton namun tidak menyentuh secara eksklusif teknik struktur; seolah pengetahuan masih dipegang masing-masing kelompok mason. Perlahan ilmu fisika mulai menyentuh teknik struktur dan pada tahun 1970an telah dimulai analisis berbasis komputer.
Garis waktu sejarah perkembangan teknik struktur
Rancangan jembatan desain Leonardo da Vinci yang akan dibangun di Tanduk Emas
Galileo Galilei mempublikasikan buku "Two New Sciences" di mana ia melaksanakan inspeksi terhadap kegagalan struktur sederhana
mempublikasikan "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" yang berisi Hukum gerak Newton
1452�1519 Leonardo da Vinci menciptakan banyak sekali berbagai bantuan dalam geometri dan menciptakan desain jembatan yang gres dan akan direalisasikan di masa ke-21.
1638: Galileo Galilei mempublikasikan buku "Two New Sciences" di mana ia melaksanakan inspeksi terhadap kegagalan struktur sederhana
1660: Hukum Hooke dipublikasikan oleh Robert Hooke
1687: Isaac Newton mempublikasikan "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" yang berisi Hukum gerak Newton
1750: Persamaan balok Euler�Bernoulli
1700�1782: Daniel Bernoulli memperkenalkan prinsip kerja virtual
1707�1783: Leonhard Euler berbagi teori penekukan (buckling) kolom
1826: Claude-Louis Navier mempublikasikan risalah sifat lentur struktur
1873: Carlo Alberto Castigliano mempresentasikan dalam disertasinya, "Intorno ai sistemi elastici", yang berisi teorinya untuk menghitung perpindahan sebagai turunan parsial dari energi tegangan
1936: Publikasi Hardy Cross wacana metode persebaran momen yang kemudian dikenal sebagai bentuk metode relaksasi sanggup diaplikasikan pada permasalahan struktur di jaringan pipa
1941: Alexander Hrennikoff memasukkan tesisnya di Institut Teknologi Massachusetts wacana persoalan elastisitas dari diskretisasi bidang memakai model kerangka kisi (lattice framework)
1942: Richard Courant membagi domain permodelan menjadi subregional terbatas (finite subregions)
1956: Karya J. Turner, R. W. Clough, H. C. Martin, dan L. J. Topp's yang berjudul "Stiffness and Deflection of Complex Structures" (kekakuan dan defleksi struktur kompleks) memperkenalkan metode elemen terbatas yang ketika ini dipakai secara luas
EmoticonEmoticon