Tipologi Gaya pada Struktur Bangunan Sipil

Gaya yang terjadi pada suatu struktur bangunan sipil bisa dalam berbagai bentuk. Untuk menyederhanakan dalam analisis gaya, pada umumnya bentuk tersebut dikelompokkan menjadi bentuk titik dan bentuk garis. Suatu gaya disebut berbentuk titik apabila jarak antara terjadinya gaya tersebut dengan titik yang ditinjau adalah konstan atau tetap; sedangkan pada bentuk garis jaraknya menjadi variabel.

Setiap struktur bangunan sipil yang menerima gaya yang berasal dari beban sendiri maupun dari luar, akan memberikan reaksi untuk menahan gaya-gaya tersebut sehinggta struktur bangunan tetap berdiri pada tempatnya. Dalam ilmu mekanika teknik, gaya-gaya reaksi yang terjadi pada struktur bangunan sipil antara lain adalah gaya normal, gaya lintang, dan gaya momen. Untuk memudahkan pemahaman dalam analisis gaya, struktur bangunan sipil yang ditinjau divisualisasikan dalam dua dimensi yang dibatasi oleh dua garis sumbu yang saling tegak lurus. Gaya normal adalah reaksi gaya yang bekerja segaris dengan bidang materi yang ditinjau; gaya lintang bekerja tegak lurus dengan garis bidang materi yang ditinjau; gaya resultan adlah gabungan beberapa gaya baik masing-masing gaya normal atau lintang maupun gabungan kedua gaya tersebut; dan gaya momen merupakan gaya reaksi yang terjadi akibat adanya besaran gaya yang bekerja pada jarak tertentu.

Dalam kenyataannya, struktur bangunan sipil selalu berbentuk ruang, sehingga gaya yang diterima pun dalam konfigurasi ruang. Visualisasi untuk penyederhaan bentuk ruang adalah dengan tinjauan tiga dimensi yang dibatasi tiga garis sumbu yang saling tegak lurus. Untuk memudahkan analisis gaya, reaksi gaya yang terjadi pada struktur bangunan diuraikan pada ketiga garis sumbu tersebut. Metode analisis yang sering digunakan untuk tinjauan tiga dimensi adalah analisis matriks. Tinjau tiga dimensi menjadi semakin rumit ketika struktur bangunan sipil yang ditinjau berbentuk bidang lengkung. Beberapa model penyederhanaan telah diperkenalkan dalam ilmu mekanika teknik, salah satunya adalah finite element model. Dengan adanya teknologi komputer, analisis model finite element menjadi lebih mudah walaupun tetap kompleks bagi kebanyakan orang, karena pada dasarnya pemahaman manusia terhadap suatu ruang membutuhkan kompetensi khusus.

Berdasarkan waktu kejadiannya, gaya pada struktur bangunan sipil dikelompokkan menjadi gaya tetap dan gaya dinamis. Gaya tetap adalah gaya yang terjadi yang bersifat konstan, baik keberadaannya maupun besaran dan lokasinya; sedangkan gaya dinamis terjadi apabila salah satu komponen keberadaan, besaran, atau lokasi gaya tersebut berubah. Yang sering dikelompokkan pada gaya tetap adalah gaya yang disebabkan beban sendiri atau beban dari suatu benda yang ditempatkan secara tetap pada suatu struktur bangunan. Sebuah mesin yang ditempatkan pada struktur bangunan sipil, pada saat tidak bekerja menimbulkan gaya tetap, sedangkan pada saat mesinnya bekerja menimbulkan gaya dinamis karena besaran gayanya meruapakan fungsi dari waktu. Contoh lain yang sering menimbulkan dua gaya berbeda yang besaran relatif signifikan adalah struktur bangunan atap berbentuk kantilever dan struktur bangunan menara yang diatasnya terdapat bidang cukup luas seperti papan reklame. Kedua struktur bangunan ini menerima beban angin yang besarannya berubah terhadap fungsi waktu.
Pemahaman terhadap gaya tetap dan dinamis sangat penting karena sangat terkait dengan sistem keruntuhan struktur bangunan sipil. Pemahaman para ahli konstruksi bangunan sipil tehadap karakteristik gaya tetap lebih meluas dan mendalam dibandingkan dengan gaya dinamis.