Bahan Struktur dalam Teknik Sipil

Bahan struktur adalah bahan yang digunakan untuk menopang beban konstruksi. Bahan struktur ada yang alami dan buatan. Struktur bangunan pada umumnya terdiri dari struktur bawah dan struktur atas. Struktur bawah  yang dimaksud adalah pondasi dan struktur bangunan yang berada di bawah permukaan tanah, sedangkan yang dimaksud dengan struktur atas adalah struktur bangunan yang berada di atas permukaan tanah seperti kolom, balok, plat.

Setiap komponen tersebut memiliki fungsi yang berbeda-beda di dalam sebuah struktur. Beban-beban yang bekerja pada struktur seperti beban mati, beban hidup beban gempa dan beban angin menjadi bahan perhitungan awal dalam perencanaan struktur untuk mendapatkan besar dan arah gaya-gaya yang bekerja pada setiap komponen struktur.

Bahan struktur alami:

1. Kayu

Struktur kayu merupakan suatu struktur yang elemen susunannya adalah kayu. Dalam perkembangannya, struktur kayu banyak digunakan sebagai alternatif dalam perencanaan pekerjaan-pekerjaan sipil,  diantaranya adalah : rangka kuda-kuda, rangka dan gelagar jembatan, struktur perancah, kolom, dan balok lantai bangunan.

Kelebihan kayu :berkekuatan tinggi dengan berat jenis rendah, tahan terhadap pengaruh kimia dan listrik, relatif mudah dikerjakan dan diganti, mudah didapatkan, relatif murah, perubahan bentuk akibat suhu dapat diabaikan, pada kayu kering memiliki daya hantar panas dan listrik rendah, sehingga baik untuk partisi.

Kekurangan kayu : sifat kayu yang kurang homogen, cacat kayu, beberapa jenis kayu kurang awet, kekuatannya sangat dipengaruhi oleh jenis kayu, mutu, kelembaban dan pengaruh waktu pembebanan, keterbatasan ukuran, berskala besar dan tinggi.

2. Bambu

Bambu memiliki 50 – 55% lebih banyak selulosa daripada kayu. Tanpa perhatian pada pengawetan maka konstruksi bambu tahan lama 2- 3 tahun saja. sedangkan dengan pengawetan dan pemeliharaan yang memadai dapat tahan lama > 15 tahun.

Penentuan sifat- sifat mekanis bambu berdasarkan prasyarat bahwa bambu yang digunakan dalam pembangunan merupakan bahan bangunan yang kering dengan kadar air 12%.

Kelebihan : kuat tarik tinggi, tidak dimakan rayap, hampir tidak memiliki perbedaan nilai muai dan susut, bisa di daur ulang, dibanding stainless steel lebih murah, dibanding beton lebih lentur dan lebih ringan, dibanding alumunium lebih kuat.

Kekurangan : bisa berkarat, lemah terhadap gaya tekan, tidak fleksibel seperti kayu yang dapat dipotong dan dibentuk berbagai profile ,tidak kokoh, tidak tahan api.

3. Baja

Baja merupakan bahan dengan sifat struktur baik, mempunyai kekuatan yang tinggi dan sama kuat pada kekuatan tarik maupun tekan. Baja adalah elemen struktur yang memiliki batasan sempurna yang akan menahan beban jenis tarik aksial, tekan aksial, dan lentur dengan fasilitas yang hampir sama.

Kelebihan : kuat tarik tinggi, tidak dimakan rayap, hampir tidak memiliki perbedaan nilai muai dan susut, bisa di daur ulang, dibanding stainless steel lebih murah, dibanding beton lebih lentur dan lebih ringan, dibanding alumunium lebih kuat.

Kekurangan : bisa berkarat, lemah terhadap gaya tekan, tidak fleksibel seperti kayu yang dapat dipotong dan dibentuk berbagai profile ,tidak kokoh, tidak tahan api.

4. Alumunium

Aluminium merupakan konduktor  yang baik, ringan dan kuat. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang.

Kelebihan :mempunyai bobot yang ringan, kuat tarik tinggi, minim perawatan, tahan karat.

Kekurangan :mudah tergores, lemah terhadap benturan, kurang fleksibel dalam hal desain.

5. Besi

Besi merupakan elemen penting dalam konstruksi suatu bangunan. Dalam struktur bangunan besi biasanya digunakan dalam penulangan konstruksi beton. Ada dua macam besi yang digunakan, yaitu : besi polos dan besi ulir.

Kelebihan : kuat tarik tinggi, tidak dimakan rayap, hampir tidak memiliki perbedaan nilai muai dan susut, bisa di daur ulang, dibanding beton lebih lentur dan lebih ringan, dibanding alumunium lebih kuat.

Kekurangan : bisa berkarat, lemah terhadap gaya tekan, tidak fleksibel seperti kayu yang dapat dipotong dan dibentuk berbagai profile ,tidak kokoh, tidak tahan api

Bahan Struktur Buatan :

1. Beton

Beton adalah bahan yang didapat dengan  mencampurkan semen, agregat halus, agregat kasar  dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat.

Kelebihan : Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi, Mampu memikul beban yang berat, Tahan terhadap temperatur yang tinggi, Biaya perawatan yang rendah, Tahan terhadap pengkaratan/pembusukan oleh kondisi alam, Kuat tekan tinggi, harga relatif murah

Kekurangan :Bentuk yang telah dibuat sulit untuk diubah, Lemah terhadap Kuat tarik, Mempunyai bobot yang Berat, Daya pantul suara yang besar, Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi, Kuat tarik rendah, Sulit kedap air.

Sifat dan karakteristik beton.

1. Kuat tarik beton jauh lebih kecil dari pada kuat tekannya, yaitu sekitar 10%-15% dari kuat tekannya. Kuat tarik beton merupakan sifat yang penting untuk memprediksi retak dan defleksi balok.
2. Proses kimia pengikatan semen dengan air menghasilkan panas dan dikenal dengan proses hidrasi.
3. Kelebihan air dari jumlah yang dibutuhkan akan menyebabkan butiran semen berjarak semakin jauh sehingga kekuatan beton akan berkurang.
4. Untuk menjaga keretakan yang lebih lanjut pada suatu penampang balok, maka dipasang tulangan baja pada daerah yang tertarik
5. Pada beton bertulang memanfaatkan sifat beton yang kuat dalam menerima gaya tekan serta tulangan baja yang kuat menerima gaya tarik
6. Dari segi biaya, beton menawarkan kemampuan tinggi dan harga yang relative rendah.
7. Beton hampir tidak memerlukan perawatan dan masa konstruksinya mencapai 50 tahun serta elemen konstruksinya yang mempunyai kekakuan tinggi serta aman terhadap bahaya kebakaran .