TEKNOLOGI BENTANG LEBAR ( ARCH )

(1)

TEKNOLOGI BENTANG LEBAR ( ARCH )

 ANGGITA INDAH A 41212010063

 DENDY PANDU W 41212010048

 WISNU DC 41210010025

(2)

STRUKTUR BENTANG LEBAR

Bangunan bentang lebar merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan ruang bebas kolom yang selebar dan sepanjang mungkin.

Yang dibagi menjadi dua golongan yaitu :

1. Bangunan lebar sederhana

Bentang lebar sederhana berarti bahwa konstruksi bentang lebar yang ada dipergunakan langsung pada bangunan berdasarkan teori dasar dan tidak dilakukan modifikasi pada bentuk yang ada.

2. Bangunan lebar kompleks

Merupakan bentuk struktur bentang lebar yang melakukan modifikasi dari bentuk dasar, bahkan kadang dilakukan penggabungan terhadap beberapa sistem struktur bentang lebar.

Dalam Schodek, 1998, struktur bentang lebar dibagi ke dalam beberapa sistem struktur yaitu:

1. Struktur rangka batang dan rangka ruang 2. Struktur furnicular, kabel & pelengkung 3. Struktur plan & Grid

4. Struktur membran meliputi pineumatik dan struktur tent(tenda) & net (jaring) 5. Struktur cangkang

(3)

KLASIFIKASI STRUKTUR

Dasar pengklasifikasi struktur bisa dilihat dari berbagai macam sudut pandang :

a. Berdasarkan bentuk fisik konstruksi geometri : elemen garis / permukaan, lurus /lengkung)

b. Sifat fisik dasar konstruksi ( kaku , tak kaku ) c. Material ( kayu , baja , beton bertulang )

• Susunan balok dan kolom ( Struktur kaku ) Struktur yang dibentuk dengan cara meletakkan elemen kaku horizontal di atas elemen kaku vertikal . Balok memikul beban yang bekerja transversal dari panjangnya dan mentransfer beban tersebut ke kolom vertikal kemudian mentransfer beban itu ketanah.

• Struktur rangka ( Struktur kaku ) Rangka mempunyai aksi struktural yang berbeda dengan jenis balok kolom karena adanya titik hubung kaku antara elemen vertikal dan horizontal.

Kekakuan ini titk hubung ini memberikan kestabilan terhadap gaya lateral.. Pada sistem rangka baik balok maupun kolom akan melentur sebagai akibat adanya aksi beban pada struktur

• Pelengkung bata ( Struktur kaku ) Struktur ini terdiri dari potongan-2 kecil yang

mempertahankan posisinya akibat tekanan dari beban. Struktur pelengkung bata ini hanya berfungsi dan stabil apabila dibebani gaya-gaya pada bidang yang menyebabkan struktur tersebut mempunyai gaya tekan merata. Struktur ini tidak bisa memikul beban yang menimbulkan lenturan krn tumpukan bata tsb akan mudah berantakan.

• Cangkang ( Struktur kaku ) bentuk struktural tiga dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai permukan lengkung. Permukaan cangkang dapat mempunyai sembarang bentuk.

• Kubah ( Struktur kaku ) Kubah terbuat dari material kaku seperti beton bertulang tipis dan bisa juga dibuat dari tumpukan bata. Struktur cangkang atau kubah sangat efisien untuk digunakan pada bentang besar , dengan material yang relatif sedikit

• Jaring ( Struktur tidak kaku / fleksible ) permukaan 3 dimensi yang terbuat dari sekumpulan kabel lengkung yang melintang.Keuntungan penggunaan kabel melintang adalah bahwa penempatan kabel tsb dapat mencegah atap dari getaran akibat tekanan dan isapan angin

• Struktur tenda ( Struktur tidak kaku ) Tenda biasa dibuat dari permukaan membran atau lembaran tipis dan fleksibel

• Struktur kabel ( Struktur tidak kaku ) elemen struktur fleksibel. Bentuknya sangat bergantung pada besar dan perilaku beban yang bekerja padanya

(4)

KESTABILAN STRUKTUR

• Tujuan merencanakan struktur adalah menjamin kestabilan pada segala kondisi pembebanan yang mungkin terjadi.

STRUKTUR STABIL

- Pada struktur stabil deformasi yang diakibatkan oleh beban pada umumnya kecil , dan gaya internal yang timbul di dalam struktur mempunyai kecenderungan

mengembalikan bentuk struktur kebentuk semula apabila beban dihilangkan.

STRUKTUR TIDAK STABIL

1) Pada struktur tak stabil , deformasi yang diakibatkan oleh beban pada umumnya mempunyai kecenderungan untuk terus bertambah selama struktur tsb dibebabni.

2) Struktur yang tidak stabil tidak memberikan gaya-gaya internal yang mempunyai kecenderungan mengembalikan bentuk struktur ke bentuk semula.

3) Struktur yang tidak stabil mudah mengalami keruntuhan secara menyeluruh dan seketika begitu dibebani.

JENIS KONDISI PEMBEBANAN.

• Beban terdiri dari : gaya statis dan gaya dinamis .

Gaya Statis terdiri dari

• beban hidup : Beban penggunaan , beban lingkungan ( hujan , salju )

• Beban tetap ( tidak pindah ) : berat sendiri struktur dan berat elemen gedung. Tertentu.

• Gaya akibat penurunan , efek suhu tegangan ,dsb

Gaya dinamis terdiri dari :

• Gaya menerus : gaya inersia ( gerak tanah pada saat gempa bumi ) dan gaya angin.

Gaya impak misalnya ledakan

(5)

SISTEM STRUKTUR ARCH ( LENGKUNG)

Sistem lengkung dibentuk oleh elemen garis yang melengkung dan membentang di antara dua titik. Pada umumnya terdiri atas potonganpotongan kecil yang mempertahankan posisinya akibat adanya tekanan dari beban

Pelengkung dengan tiga sendi dapat berupa struktur yang terdiri atas dua bagian kaku yang saling dihubungkan oleh sendi dan mempunyai tumpuan sendi. Apabila kedua segmen tidak membentuk funicular untuk satu kondisi beban, dan ini juga umum terjadi, sebutan

“pelengkung” tentunya agak keliru. Meskipun demikian, sebutan “pelengkung” pada struktur tiga sendi ini masih secara umum digunakan, baik untuk yang bentuknya funicular maupun yang tidak.

Struktur pelengkung tiga sendi dikembangkan oleh rekayasawan Prancis dan Jerman pada pertengahan abad ke-19, khususnya untuk mengatasi kesulitan perhitungan pada jenis pelengkung sebelumnya (pelengkung jepit). Adanya sendi pada puncak dan fondasi struktur memungkinkan adanya gaya internal maupun gaya vertikal dihitung secara tepat sehingga bentuk funicular untuk setiap bagian dapat dengan tepat ditentukan.

ANALISA DAN DESAIN PELENGKUNG

Pelengkung Bata

Pelengkung bata mendasarkan kemampuan pikul bebannya pada bentuk geometri yang lengkung,yang hanya menyebabkan gaya tekan pada balok – balok yang berdekatan.bata secara alamitidak mampu menahan tegangan tarik yang menyebabkan retak mendadak dan ketidak stabilan pada seluruh struktur .Analisa perubahan bentuk tersebut digunakan oleh rekayasawan pada masa silam untuk memahami perilaku pelengkung bata .

(6)

Pelengkung Kaku Parabolik : Beban terdistributor merata

Dengan adanya bahan baja dan beton bertulang.Kekakun elemen bahan tersebut memungkinkan adanya pelengkung dengan bentuk beraneka ragam dan dapat memikul beban tak terduga tanpa runtuh.Pelengkung kaku modern sering dibentuk berdasarkan respon

terhadap kondisi pembebanan dan memikul beban secara tekan apabila beban tersebut benar bekerja dan mempunyai tahanan lentur yang cukup untuk memikul variasi pembebanan.tentu saja struktur tersebut tidak dapat furnicular untuk beban yang baru ini .karenan perbedaan dalam hal inilah maka pelengkung kaku sangat berbeda dengan kabel fleksibel.Suatau kabel fleksibel harus selalu berubah menurut perubahan beban,sementara pelengkung kaku akan tidak ada momen untuk satu kondisi pembebanan,dan mampu memikul kondisi lain sambil mengalami momen.Menganalisa pelengkung parabolic untuk beban titik merupakan hal yangasulit dan diluar ruang lingkup .beban demikian jelas menimbulkan lentur,beban terpusat berjarak dekat akan mendekati beban terbagi rata,sehingga lentur tidak akan begitu besar Pelengkung Furnicular : Beban terpusat

Dapat memikul semua beban secara aksial tekan dapat ditentukan untuk kondisi

pembebanan lain.untuk sederetan beban terpusat,tinggi maksimum ditentukan ,dengan tinggi – tinggi yang lain sehubung dengan beban – beban lainnya dihitung berdasarkan efek rotasional pada potongan benda bebas terhadap sembarang titik pada lengkung sama dengan nol (karena tidak dapat momen)

Pelengkung Tiga Sendi

Berupa struktur yang terdiri atas dua bagian kaku yang saling dihubungkan oleh sendi dan mempunyai tumpuan sendi .Apabila kedua segmen tidak membentuk furnicular untuk satu kondisi beban,khusunya untuk mengatasi kesulitan perhitungan pada jenis pelengkung sebelumnya (pelengkung jepit)

Keuntungan tiga sendi :

1. Adanya sendi pada puncak dan pondasi struktur memungkinkan adanya gaya internal maupun gaya vertical dihitung secara tepat sehingga bentuk funicular untuk setiap bagian dapat degan tepat ditentukan.

2. Pelengkung 3 sendi memungkinkan terjadinya rotasi relative antara elemen-elemen struktur sehingga mengurangi tegangan akibat ekspansi dan kontraksi temperatur.

(7)

Desain Struktuktur Pelengkung

Hubungan erat antara bentuk struktur dan kondisi beban dan tumpuan apabila strukturnya berperilaku secara furnicular .Apabila bentuk struktur berkaitan dengan bentuk furnicular untuk pembebanan yang ada .Suatu pelengkung yang memiliki beban terdistribusi merata harus berbentuk parabolic apabila diinginkan untuk berperilaku secara furnicular .gaya – gaya yang timbul pada titik – titik sendi tidak tergantung langsung pada bentuk kedua segmen melainkan pada kondisi pembebanan dan geometri yang ada .jadi,gaya – gaya disendi dapat ditentukan secara pendekatan sebelum bentuk pengkung ditentukan.Selanjutnya gaya – gaya ini dapat digunakan untuk menentukan bentuk yang cocok .Dengan melakukan analisa seluruh system gaya yang bekerja pada setiap segmen pada struktur – struktur tersebut kita dapat member bentuk setiap segmen sedemikian hingga momen lenturnya minimum

Salah satu dari aspek penting pada pelengkung modern adalah bahwa struktur dapat didesain untuk menahan variasi beban tanpa terjadi perubahan bentuk yang mencolok maupun

kerusakan ,hanya pelengkung yang didesain dengan material kakuseperti bahan atau beton bertulang,yang mempunyai kemampuan demikian.Agar pelengkung itu mampu memikul variasi beban tersebut ,kita harus mendesain sedemikian besarnya agar cukup untuk memikul

kombinasi momen lentur dan gaya aksial .Masalah besar dalam desain pelengkung adalah

apakah system yang memikul gaya horizontal pada ujung – ujungnya itu batang horizontal atau

fondasi .karna batang horizontal pada struktur ini merupakan struktu tarik ,dengan demikian

fondasi hanya diperlukan untuk memikul reaksi vertical dan dapat didesain dengan cara yang

relative lebih sederhana dibandingkan dengan yang harus memikul jyga gaya horizontal

(8)

(9)

Pemilihan Kondisi Ujung

Pada desain struktur pelengkung kaku ,penentuan bagaimana kondisi pada ujung adalah hal yang cukup penting. Ada tiga jenis utama pelengkung berdasarkan konsi ujungnya

,pelengkung tiga sendi ,pelengkung dua sendi dan pelengkung jepit.

Apabila didesain sebagai bentuk yang furnicular untuk suatu jenis beban ,perilaku ketiga jenis struktur kaku sama saja terhadap beban tersebut .Perbedaan yang ada hanyalah pada kondisi ujung tumpuan yang dipakai . gaya internal yang timbul sama saja .Faktor – faktor yang penting meliputi efek penurunan tumpuan ,efek perpanjangan atau perpendekan elemen struktur akibat perubahan temperature ,dan besar relative devleksi akibat beban.

Perilaku Lateral pada pelengkung bagaimana mengatasi perilaku pelengkung pada arah lateral .jelas bahwa pada umumnya pelengkung yang terletak pada suatu bidang vertical harus dicegah dari goyangan lateral .Ada dua mekanisme yang umumnya dipakai untuk mencegah hal ini . Salah satunya adalah menggunakan tumpuan jepit .Namun ada kerugia tertentu pada

penggunaan tumpuan jepituntuk mencegah ketidakstabilan lateral juga memerlukan fondasi pasif agar guling tidak terjadi ..cara lain memperoleh kestabilan lateral adalah dengan

menggunakan elemen struktur lain yang dipasang secar tranversal terhadap pelngkung tersebut

.sepasang pelengkung di tepi – tepi struktur lengkap dapat distabilkan dengan menggunakan

elemen – elemen diagonal .pelengkung interior dapat distabilkan dengan cara menghubungkan

dengan pelengkung lainnya dengan menggunaka elem struktur transversal .

(10)

TEKNOLOGI BENTANG LEBAR ( ARCH )