Apa itu kegagalan struktural?

Kegagalan struktural terjadi ketika suatu struktur, seperti bangunan, runtuh atau gagal secara fisik dengan cara yang serupa. Ada banyak penyebab kegagalan struktural, baik alami maupun buatan manusia. Dalam beberapa kasus, desain atau konstruksi bangunan yang sebenarnya mungkin salah, sementara dalam kasus lain kelalaian, kemacetan, atau bencana alam adalah penyebabnya. Sensor dan model matematika digunakan dalam desain dan pemeliharaan bangunan untuk mengurangi dan memantau potensi kegagalan struktural.

Ketika sebuah bangunan dibangun, jumlah tekanan mekanis atau stres yang mungkin dialaminya diperhitungkan dalam desain. Faktor-faktor stres yang mungkin termasuk bentuk dan tujuan penggunaan bangunan – misalnya, gedung perkantoran bertingkat tinggi secara fisik berbeda dari garasi parkir bertingkat atau rumah hunian satu lantai. Masing-masing bangunan ini akan merespon beban berat, angin, hujan, dan gempa bumi dengan cara yang berbeda.

Kegagalan struktural dapat terjadi karena cacat desain jika mereka yang merancang bangunan tidak memperhatikan lokasi, bentuk, dan aplikasinya. Ini juga dapat terjadi karena kelalaian atau penyalahgunaan bangunan – misalnya, bangunan tersebut membebani kapasitas yang dimaksudkan dengan orang-orang atau beban ekstra dari barang-barang seperti mesin. Kasus keruntuhan bangunan ini adalah buatan manusia, dan dapat dicegah dengan memodelkan kemungkinan beban pada bangunan secara matematis selama proses desain dan mengikuti pedoman ini selama umur bangunan.

Bencana alam dan fenomena cuaca seringkali bisa menjadi ancaman yang lebih menantang. Angin kencang, kebakaran, beratnya hujan atau salju dan gempa bumi semuanya dapat menyebabkan kegagalan struktural. Meskipun faktor-faktor ini diharapkan selama desain dan konstruksi sebanyak mungkin, kecelakaan masih terjadi. Korosi yang tidak terduga dari unsur rangka logam akibat rembesan air dapat menyebabkan runtuhnya suatu struktur. Kesalahan dalam campuran beton yang digunakan di lokasi bangunan dapat menyebabkan keretakan dan kemungkinan kegagalan.

Untuk mengurangi bahaya ini, para insinyur sering menggunakan sistem sensor yang dipasang di dalam struktur. Perangkat yang disebut akselerometer dapat mengukur getaran dan digunakan untuk mengukur fungsi jembatan. Stretch flaps dan serat optik dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan akibat tegangan dan regangan pada struktur. Ini dan perangkat sensor terkait lainnya membantu para insinyur memprediksi dan mencegah kemungkinan kegagalan struktural.

  • Rangka baja yang digunakan dalam membangun gedung pencakar langit memungkinkan mereka memiliki fleksibilitas untuk menahan kekuatan angin kencang.
  • Retakan vertikal yang besar sering kali merupakan tanda pertama kegagalan struktural.
  • Bencana alam seperti gempa bumi dapat menyebabkan kegagalan struktural.