Struktur
Struktur adalah pengaturan dan pengorganisasian unsur-unsur yang saling terkait dalam suatu objek material atau sistem, atau objek atau sistem yang terorganisasi.[1] Struktur material meliputi benda-benda buatan manusia seperti bangunan dan mesin dan benda-benda alami seperti organisme biologis, mineral dan bahan kimia. Struktur abstrak mencakup struktur data dalam ilmu komputer dan bentuk musik. Jenis struktur terdiri dari hierarki (rangkai hubungan satu-ke-banyak), jaringan yang menampilkan banyak-ke-banyak tautan, atau kisi yang menampilkan koneksi antar komponen yang bertetangga dalam ruang.
Penahan beban
Bangunan, pesawat terbang, kerangka, anthill, bendungan berang-berang, dan kubah garam adalah contoh struktur penahan beban. Hasil konstruksi dibagi menjadi bangunan dan struktur non-bangunan, serta membentuk infrastruktur bagi masyarakat. Struktur yang dibangun secara luas dibagi dengan berbagai pendekatan dan standar desain, yaitu ke dalam kategori struktur bangunan, rekayasa arsitektur, struktur teknik sipil dan struktur mekanis.
Efek beban pada struktur fisik ditentukan melalui analisis struktural, yang merupakan salah satu tugas dari teknik struktural. Elemen struktural dapat diklasifikasikan sebagai satu dimensi (tali, penyangga, balok, lengkungan), dua dimensi (membran, pelat, lempengan, kerang, kubah), atau tiga dimensi (massa padat).[2] Elemen terakhir (tiga dimensi) adalah pilihan utama yang tersedia untuk struktur awal seperti Chichen Itza. Dalam analisis ini, elemen satu dimensi memiliki dimensi yang jauh lebih besar dari elemen lainnya, sehingga dimensi lainnya dapat diabaikan dalam perhitungan; Namun, rasio dimensi yang lebih kecil dan komposisi dapat menentukan kekakuan lentur dan kekuatan tekan elemen. Elemen dua dimensi dengan dimensi ketiga yang tipis memiliki sedikit dari keduanya tetapi dapat menahan traksi biaksial.[2]
Elemen-elemen struktur digabungkan dalam sistem struktural. Mayoritas struktur pemikul beban sehari-hari adalah struktur bagian aktif seperti rangka, yang terutama terdiri dari struktur satu dimensi (tekukan). Jenis lain adalah struktur vektor-aktif seperti rangka atap, struktur permukaan aktif seperti cangkang dan pelat terlipat, struktur bentuk-aktif seperti kabel atau struktur membran, dan struktur hibrida.[3]
Struktur biologis penahan beban seperti tulang, gigi, cangkang, dan tendon memperoleh kekuatannya dari hierarki struktur bertingkat yang menggunakan biomineral dan protein, yang di bagian bawahnya terdapat fibril kolagen.[4]
Biologis
Dalam biologi, struktur ada di setiap tingkatan organisasi, mulai secara hierarkis dari atom dan molekul hingga seluler, jaringan, organ, organisme, populasi, dan tingkat ekosistem. Biasanya, struktur level yang lebih tinggi terdiri dari banyak salinan dari struktur level yang lebih rendah.
Biologi struktural berkaitan dengan struktur biomolekul makromolekul, terutama protein dan asam nukleat.[5] Fungsi molekul-molekul ini ditentukan oleh bentuk dan komposisi mereka, dan strukturnya memiliki berbagai tingkatan. Struktur protein memiliki hierarki empat tingkat. Struktur utama adalah urutan asam amino yang menyusunnya. Struktur ini tersusun dari tulang punggung peptida yang terdiri dari urutan berulang nitrogen dan dua atom karbon. Struktur sekunder terdiri dari pola berulang yang ditentukan oleh ikatan hidrogen. Dua tipe dasar adalah α-helix dan β-lipit sheet. Struktur tersier adalah bengkok bolak-balik dari rantai polipeptida, dan struktur kuaterner adalah cara unit tersier berkumpul dan berinteraksi.[6]
Kimia
Struktur kimia mengacu pada geometri molekul dan struktur elektronik. Struktur ini dapat diwakili oleh berbagai diagram yang disebut rumus struktur. Struktur Lewis menggunakan notasi titik untuk mewakili elektron valensi untuk atom; elektron-elektron inilah yang menentukan peran atom dalam reaksi kimia.[7] Ikatan antaratom dapat diwakili oleh garis dengan satu garis untuk setiap pasangan elektron yang dibagikan. Dalam versi sederhana dari diagram itu, yang disebut rumus kerangka, hanya ikatan karbon-karbon dan gugus fungsi yang diperlihatkan.[8]
Atom dalam kristal memiliki struktur yang melibatkan pengulangan unit dasar yang disebut sel satuan. Atom-atom dapat dimodelkan sebagai titik pada kisi, dan seseorang dapat mengeksplorasi efek operasi simetri yang mencakup rotasi tentang suatu titik, refleksi tentang bidang simetri, dan translasi (pergerakan semua titik dengan jumlah yang sama). Setiap kristal memiliki grup hingga, yang disebut grup ruang, dari operasi yang memetakannya sendiri; di mana ada 230 grup ruang yang memungkinkan.[9] Menurut hukum Neumann, simetri kristal menentukan sifat fisik yang dimilikinya, termasuk piezoelektrik dan feromagnetisme, yang dapat dimiliki kristal.[10]
Referensi
- ^ "structure, n.". Oxford English Dictionary (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-Online). Diakses tanggal 20 September 2019.
- ^ a b Carpinteri, Alberto (2002). Structural Mechanics: A unified approach (dalam bahasa Inggris). CRC Press. ISBN 9780203474952.
- ^ Knippers, Jan; Cremers, Jan; Gabler, Markus; Lienhard, Julian (2011). Construction manual for polymers + membranes : materials, semi-finished products, form-finding design (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-terjemahan Inggris dari bahasa Jerman). München: Institut für internationale Architektur-Dokumentation. ISBN 9783034614702.
- ^ Zhang, Z.; Zhang, Y.-W.; Gao, H. (1 September 2010). "On optimal hierarchy of load-bearing biological materials". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (dalam bahasa Inggris). 278 (1705). doi:10.1098/rspb.2010.1093. PMC 3025673
. PMID 20810437.
- ^ Banaszak, Leonard J. (2000). Foundations of Structural Biology. Burlington language=en: Elsevier. ISBN 9780080521848.
- ^ Purves, William K.; Sadava, David E.; Orians, Gordon H.; H. Craig, Heller (2003). Life, the science of biology (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-7). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ISBN 9780716798569.
- ^ DeKock, Roger L.; Gray, Harry B. (1989). Chemical structure and bonding
(dalam bahasa Inggris) (edisi ke-2). Mill Valley, Calif.: University Science Books. ISBN 9780935702613.
- ^ Hill, Graham C.; Holman, John S. (2000). Chemistry in context (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-5). Walton-on-Thames: Nelson. ISBN 9780174482765.
- ^ Ashcroft, Neil W.; Mermin, N. David (1977). Solid state physics (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-27. repr.). New York: Holt, Rinehart and Winston. ISBN 9780030839931.
- ^ Newnham, Robert E. (2005). Properties of materials anisotropy, symmetry, structure (dalam bahasa Inggris). Oxford: Oxford University Press. ISBN 9780191523403.
Bacaan lebih lanjut
- Carpi, A.; Brebbia, C.A. (2010). Design & nature V : comparing design in nature with science and engineering. Southampton: WIT. ISBN 9781845644543.
- Pullan, Wendy (2000). Structure (dalam bahasa Inggris). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-78258-9.
- Rottenberg, Annette T.; Winchell, Donna Haisty (2012). The structure of argument (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-7th). Boston: Bedford/St. Martins. ISBN 9780312650698.
- Schlesinger, Izchak M.; Keren-Portnoy, Tamar; Parush, Tamar (2001). The structure of arguments (dalam bahasa Inggris). Amsterdam: J. Benjamins. ISBN 9789027223593.