Desain dan konstruksi terintegrasi berorientasi material pada struktur teknik sipil—Sebuah tinjauan

Desain dalam teknik sipil adalah kegiatan perencanaan berorientasi tujuan untuk menciptakan bangunan dan infrastruktur dengan fungsi yang diinginkan melalui spesifikasi. Ini merupakan eksplorasi pengambilan keputusan di mana hasilnya dapat sangat bervariasi tergantung pada pengetahuan dan filosofi perancang. Desain terintegrasi adalah filosofi yang mengambil pendekatan interdisipliner dan holistik. Baru-baru ini, desain struktural menekankan filosofi berbasis kinerja yang secara simultan mempertimbangkan keamanan, daya tahan, kelayakan layanan, dan keberlanjutan suatu struktur. Akibatnya, desain terintegrasi dalam teknik sipil menjadi lebih populer, berguna, dan penting. Desain dan konstruksi terintegrasi berorientasi material pada struktur (MIDCS) menggabungkan rekayasa material dan rekayasa struktur pada tahap desain: MIDCS memanfaatkan sepenuhnya kekuatan material dengan memilih bentuk struktural dan metodologi konstruksi yang paling sesuai.

Makalah ini meninjau contoh nyata MIDCS, termasuk struktur tahan gempa kayu, struktur lengkung batu bata, jembatan baja bentang panjang, struktur baja ringan pracetak/ekstrusi di lokasi, struktur komposit semen diperkuat serat, dan dek jembatan polimer diperkuat serat. Metode desain material lanjutan seperti desain terinspirasi biologis dan manufaktur aditif ditinjau dan dibahas secara singkat untuk menunjukkan bagaimana MIDCS dapat menggabungkan material dan struktur. Sebuah teori desain kekuatan-daya tahan terpadu diperkenalkan, yaitu pendekatan yang berpusat pada manusia, interdisipliner, dan holistik untuk deskripsi dan pengembangan infrastruktur sipil apa pun, termasuk semua proses yang terlibat langsung dalam siklus hidup infrastruktur tersebut.