Sejarah Perkembangan Sistem Struktur

Bidang Teknologi Bahan Kontruksi dewasa ini berjalan pesat dengan seiringnya kemajuan zaman di bidang sains, dan kebutuhan dari umat manusia untuk mencapai kehidupan yang lebih baik. Penelitian-penelitian kini sudah sangat banyak untuk mendapatkan suatu point yang sangat penting yaitu harapan untuk menemukan suatu formulasi dari bahan yang memiliki kualitas yang tinggi dan juga dengan harga yang semurah mungkin.

Sebelum kita bahas Teknologi Bahan Konstruksi pada saat ini. saya akan menjabarkan tentang sejarah perkembangan sistem struktur yang juga berhubungan tentang perkembangan bahan konstruksi

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.
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 1). 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 (Gambar 2), 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. Tradisi klasik jaman Yunani kuno sangat mempengaruhi masa-masa setelah
pemerintahan mundur. Sebagai pembangun berbakat,
para teknisi Roma menggunakan struktur lengkung secara luas, seperti yang sering ditemui dalam deret-deret bentuk 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.Selama periode Gothic banyak bangunan-bangunan katedral
megah seperti Chartres dan Notre Dame, bentuk lengkung diperhalus dengan hiasanhiasan
yang banyak dan berlebihan, bentuk-bentuk yang ada menjadi semakin
lebar (Gambar 4). Ruangruang atap dengan lengkungan
tiga dimensional juga ditunjukan pada konstruksi atap-atap katedral. Elemenelemen
batu yang melengkung atau disebut flying buttresses, yang digunakan bersama
dengan tiang-tiang penyangga dari kolom batu yang tebal atau 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-muridnya, selanjutnya ketrampilan ini diturunkan pada generasigenerasi
selanjutnya.Meskipun katedral dan istana-istana megah didirikan selama
bebarapa abad di Eropa tetapi tidak ada perubahan yang signifikan pada
teknologi konstruksi, hingga diproduksinya besi tuang sebagai bahan komersial pada pertengahan abad ke-18. Bahan ini memungkinkan ahli teknik untuk mendesain bangunan dengan sederhana tetapi dengan balokbalok yang kuat, kolom-kolom dengan penampang yang lebih solid. Hal ini
memungkinkan desain struktur yang ringan dengan bentang yang lebih panjang dan bukaan-bukaan yang lebih lebar. Dinding penahan yang masif digunakan untuk konstruksi batu yang tidak memerlukan bentang panjang. Pada akhirnya, baja dengan kemampuan menahan gaya tarik yang tinggi dan tekan yang besar memungkinkan konstruksi dari struktur-struktur yang
tinggi hingga saat ini untuk gedung pencakar langit (skyscraper). Pada akhir abad ke-19, Eifel,seorang ahli teknik perancisyang banyak membangun
jembatan baja bentang panjang 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 memerlukan cetakan sesuai
dengan variasi bentuk yang diinginkan. Sejak beton bertulang
menjadi lebih monolit yang berarti bahwa aksi beton dan baja menjadi
satu kesatuan unit, maka beton bertulang memiliki kemampuan yang lebih
tidak terbatas. Pengembangan metode analisis memungkinkan perencana
memprediksikan gaya-gaya dalam pada konstruksi beton bertulang, desainmerupakan semi empiris dimana perhitungan didasarkan pada penelitian
pada pengamatan perilaku dan pengujian-pengujian, serta dengan menggunakan
prinsip-prinsip mekanika. Pada awal tahun 1920-an dengan menggunakan
momen distribusi oleh Hardy Cross, para ahli menerapkan teknik
yang relatif sederhana untuk menganalisis struktur. Perencana menjadi lebih
terbiasa menggunakan momen distribusi untuk menganalisis rangka struktur
yang tidak terbatas, dan menggunakan beton bertulang sebagai material
bangunan yang berkembang pesat.
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.