SISTEM STRUKTUR YANG DIGUNAKAN A

(1)

SISTEM STRUKTUR YANG DIGUNAKAN

Definisi Struktur Bentang Lebar

Bangunan bentang lebar merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan ruang bebas kolom yang selebar dan sepanjang mungkin. Bangunan bentang lebar biasanya digolongkan secar umum menjadi 2 yaitu bentang lebar sederhana dan bentang lebar kompleks. 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. Sedangkan bentang lebar kompleks merupakan bentuk struktur bentang lebar yang melakukan modifikasi dari bentuk dasar, bahkan kadang dilakukan penggabungan terhadap beberapa sistem struktur bentang lebar.

Sumber : http://yell-art.blogspot.co.id/2011/05/struktur-bentang-lebar.html

Struktur ini merupakan struktur yang terdiri dari rangka batang-batang dan saling

berhubungan satu sama lain, biasanya struktur tersebut membentuk segitiga yang statis 2 dimensi ( contoh seperti kuda-kuda). Dimana untuk menghubungkan batang-batang tersebut harus menggunakan sistem joint. Jenis-jenis sistem joint tersebut adalah :

- Sistem Mero

- Sistem Oktaplate

- Sistem Mannesman

- Sistem Unistrut

- Sistem Tridome

- Sistem Triodetik

(2)

Bulk Active Structure System

Beam System

Struktur yang dibentuk dengan cara meletakkan elemen kaku horisontal di atas elemen kaku vertikal. Elemen horizontal (balok) memikul beban yang bekerja secara transversal dari panjangnya dan menyalurkan beban tersebut ke elemen vertikal (kolom) yang menumpunya. Kolom dibebani secara aksial oleh balok, dan akan menyalurkan beban tersebut ke tanah. Balok akan melentur sebagai kibat dari beban yang bekerja secara transversal, sehingga balok sering disebut memikul beban secara melentur. Kolom tidak melentur ataupun melendut karena pada umumnya mengalami gaya aksial saja. Pada suatu bangunan struktur balok dapat merupakan balok tungga di atas tumpuan sederhana ataupun balok menerus. Pada umumnya balok menerus merupakan struktur yang lebih menguntungkan dibanding balok bentangan tunggal di atas dua tumpuan sederhana.

Vector Active Structure System

1. Flat Truss System (rangka batang bidang)

Susunan elemen-elemen linear yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga yang secara keseluruhan berada di dalam satu bidang tunggal.

2.Curved Truss System

Merupakan kombinasi dari struktur rangka batang rata yang membentuk lengkungan. Sistem struktur rangka bentang lengkung ini sering disebut juga sistem fame work. Sistem ini dapat mendukung beban atap smpai denganbentang 75 meter, seperti pada hanggar bangunan pesawat, stadion olah raga, bangunan pabrik, dll.

3. Space Truss System (rangka batang ruang)

Susunan elemen-elemen linear yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga yang secara keseluruhan membentuk volume 3 dimensi (ruang).Sering disebut juga sebagai space frame.

Space frame atau sistem rangka ruang adalah sistem struktur rangka tiga dimensi yang

membentang dua arah, di mana batang-batangnya hanya mengalami gaya tekan atau tarik saja. Sistem tersebut merupakan salah satu perkembangan sistem struktur batang.

(3)

SPACE BEAMS DESIGN

Umumnya rentang panjang menghasilkan ruang internal bebas kolom yang fleksibel, mengurangi biaya substruktur, dan mengurangi ereksi baja. Ragam manfaat ini berarti mereka umumnya menemukan beragam jenis bangunan. Keuntungan dan kerugian masing-masing solusi individual dirangkum di bawah ini, sehingga perancang dapat menilai keuntungan yang

ditawarkan oleh solusi tertentu sehubungan dengan driver untuk proyek tertentu, untuk mengidentifikasi solusi yang paling tepat dan hemat biaya.

Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams

Desain balok panjang

Penggunaan balok panjang menghasilkan berbagai manfaat, termasuk ruang internal bebas kolom yang fleksibel, mengurangi biaya pondasi, dan mengurangi ereksi baja. Banyak solusi span panjang juga disesuaikan untuk memudahkan integrasi layanan tanpa meningkatkan kedalaman lantai secara keseluruhan.

Rancangan balok komposit baja bentang panjang dan balok baja (baja-beton) umumnya dilakukan sesuai dengan BS 5950 [1], BS EN 1993 [2] atau BS EN 1994 [3]. Untuk beberapa jenis balok, panduan yang dikodifikasi ini dilengkapi dengan panduan desain spesifik, seperti pada desain balok dengan bukaan web yang besar (lihat SCI P355), atau informasi produsen. Panduan spesifik seperti itu biasanya didasarkan pada pengujian ekstensif terhadap produk tertentu, dan sering disajikan dalam bentuk perangkat lunak perancangan.

opsi balok rentang panjang

Solusi yang dijelaskan di bawah ini disajikan dalam rangka meningkatkan kemampuan spanning, dengan beberapa tumpang tindih antara opsi. Tujuannya adalah untuk

(4)

dibuat, atau digulung). Banyak solusi memanfaatkan manfaat konstruksi komposit, yang menawarkan kekuatan dan kekakuan yang cukup besar di atas alternatif baja yang telanjang.

Paralel beam approach

Pendekatan balok paralel efektif untuk bentang hingga sekitar 14 m. Grid lantai terdiri dari dua lapisan balok kontinyu yang berjalan dalam arah ortogonal. Layanan yang berjalan di kedua arah dapat diintegrasikan dalam dua lapisan ini, sehingga layanan yang melintas ke segala arah dapat diakomodasi dalam kedalaman lantai struktural. Manfaat lebih lanjut adalah bahwa, dengan sepenuhnya terus menerus, kedalaman balok sendiri berkurang tanpa menimbulkan biaya dan kompleksitas koneksi kekuatan penuh dan kaku.

Gambar di atas menunjukkan lantai komposit dengan menggunakan pendekatan balok paralel. Petunjuk khusus mengenai disain bentuk konstruksi ini diberikan dalam SCI P074. Ini didasarkan pada BS 5950 [1] namun prinsipnya dapat diterapkan secara sama pada desain Eurocode.

Integrasi layanan dengan seluler balok

(5)

dengan balok-balok yang digunakan untuk menopang atap. Balok komposit dengan bukaan web telah terbukti menjadi solusi biaya efektif untuk rentang 10 sampai 16 m.

Jenis berkas komposit tertentu dengan bukaan web adalah balok seluler yang disebut, yang dibentuk dengan cara tertentu dan oleh karena itu dijelaskan secara terpisah di bawah ini. Cara alternatif untuk membentuk bukaan web adalah dengan memotongnya ke dalam piring yang digunakan untuk membentuk jaring gelagar, atau jaring bagian

digulung. Solusi yang paling tepat untuk diadopsi tergantung pada ukuran, bentuk dan keteraturan bukaan, atau lebih banyak driver komersial seperti metode yang digunakan oleh pemasok pilihan. Balok dengan bukaan web tidak ada kekurangan dalam hal ereksi dan keakraban karena sama dengan balok web solid 'standar'.

Desain balok dengan bukaan web harus mengenali fakta bahwa bukaan mengenalkan sejumlah mode kegagalan potensial yang tidak ditemukan di balok web padat. Sekitar bukaan balok berperilaku sebagai balok Vierendeel, dan tekuk posting web dapat

mengatur perancangan (pos web adalah bagian web yang ditemukan di antara dua bukaan yang berdekatan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah). Bukaan besar

(6)

Modus kegagalan pada bukaan jarak dekat yang rapat

Sinar komposit dengan bukaan web yang kaku

Gambar di atas menunjukkan balok pelat komposit dengan bukaan web yang kaku. Panduan desain khusus (SCI P355) dan perangkat lunak dari produsen spesialis tersedia, berdasarkan program uji ekstensif yang mencakup pengujian api.

Balok seluler dan layanan

(7)

proporsional dan oleh karena itu flensa beton secara efektif menggantikan flens baja bagian atas pada keadaan akhir (flens baja bagian atas hanya perlu cukup besar untuk memenuhi kebutuhan konstruksi dan berfungsi sebagai sebuah platform untuk kancing geser).

BS EN 1994 [4] menyediakan aturan desain untuk menutupi balok dengan asimetri (bidang flens baja bagian bawah yang terbagi atas flens atas) sampai tiga. Semakin besar asimetri semakin berat persyaratan untuk tingkat sambungan geser minimum, yang harus diperhatikan untuk mencegah slip yang berlebihan antara elemen baja dan beton.

Meskipun balok seluler memiliki bukaan yang teratur, beberapa di antaranya dapat diisi, dan / atau kaku ditambahkan untuk mengakomodasi fitur lokal seperti balok masuk atau beban berat. Bukaan ganda (oval) juga dapat disertakan untuk memudahkan saluran udara yang lebih besar. Panduan desain khusus (SCI P355) dan perangkat lunak tersedia dari produsen spesialis, berdasarkan program uji ekstensif yang mencakup pengujian api. Gambar di bawah menunjukkan balok seluler, dengan bukaan web lingkaran biasa, dan layanan yang berbagi zona lantai bersama.

Girder meruncing

Girder selular meruncing

Gearers meruncing bisa menjadi solusi biaya efektif dalam rentang rentang 10 m sampai 20 m. Mereka adalah solusi lain yang memungkinkan layanan ditampung di dalam zona lantai struktural. Kedalaman girder meningkat hingga pertengahan bentang, dimana momen terapan paling banyak terjadi, dan dengan demikian memudahkan layanan gantung di bawah daerah dangkal di dekat balok. Hal ini juga memungkinkan untuk membentuk bukaan web di balok meruncing di daerah dengan geser rendah, ke arah bentang tengah. Ini memberikan lebih banyak pilihan untuk integrasi layanan.

(8)

Balok rintisan komposit

Perisai Stub adalah bentuk batang Vierendeel, hibrida yang agak eksotis yang dapat dianggap terbaring di suatu tempat antara bagian web yang padat dan rangka. Akord dasar biasanya terbentuk dari bagian terbuka dangkal (UC), yang memiliki panjang pendek (stub) dari bagian I yang lebih dalam (UB). Akor bagian atas, paling tidak pada keadaan akhir, dibentuk oleh lempeng komposit, dan di situlah letak salah satu

kelemahan dari opsi ini - sampai aksi komposit dengan beton yang disembuhkan tercapai, balok mungkin memerlukan dukungan / pengekangan sementara. Bagian Tee terbalik dapat digunakan untuk memenuhi fungsi akord atas saat ereksi. Interaksi komposit dicapai dengan menempelkan shear stud ke bagian atas stub UB. Jumlah elemen / permukaan yang terkait dengan stub gelagar dapat meningkatkan biaya proteksi kebakaran dibandingkan dengan solusi yang lebih sederhana.

Keuntungan besar dari opsi ini adalah rentang yang melebihi 20 m dapat dicapai secara ekonomi. Layanan dan / atau balok sekunder dapat melewati celah antara balok

bertulang, mengurangi keseluruhan kedalaman konstruksi. Gambar di sebelah kanan menunjukkan balok rintisan komposit yang mendukung balok sekunder, yang pada gilirannya mendukung pelat komposit.

Dilengkapi balok komposit

(9)

Panduan desain terperinci tersedia di SCI P060. Meskipun ini didasarkan pada desain ke BS 5950 , prinsip-prinsip tersebut mudah dialihkan ke pendekatan berbasis Eurocode. Gulungan komposit

Gulungan komposit, yang menggunakan pelat beton sebagai akord bagian atas pada keadaan akhir, bisa mencapai bentang lebih dari 20 m. Ini berarti mereka telah digunakan saat kemampuan rentang yang sangat panjang dibutuhkan. Kelemahan utama adalah bahwa selama tahap konstruksi, truss mungkin agak fleksibel (lateral), dan pada keadaan akhir biaya proteksi kebakaran bisa tinggi mengingat banyaknya permukaan yang harus dilindungi. Jelas salah satu harga yang harus dibayar untuk kemampuan pembebasan adalah biaya fabrikasi lebih tinggi daripada balok biasa. Layanan dapat dilewatkan melalui celah antara anggota rangka untuk mengurangi kedalaman lantai secara keseluruhan.

CONTOH BANGUNAN :

Amfiteater Bambu Struktur Ruang / Desain Bambutec Arsitek

Desain Bambutec Lokasi

R. Marquês de São Vicente, 225 - Gávea, Rio de Janeiro - RJ, 22451-000, Brasil Tim

Mario Seixas, João Bina, Patrick Stoffel, José Luiz Mendes Ripper, Luís Eustáquio Moreira, Khosrow Ghavami, Selma Fraiman, Bruno Lopes Lima

Daerah

(10)

Atap tersebut menerapkan struktur bambu hibrida tekstil yang dibentuk oleh balok lentur aktif yang mengalami stres sendiri dan grid pantografi tarik, yang menghasilkan permukaan melengkung ganda, menghindari tekuk anggota struktur. Balok lentur aktif self-stress dan grid pantografi dikenai beban eksternal sampai batas elastis regangan di balok, menghasilkan struktur bantalan beban. Strukturnya didirikan dengan mendukung tiang bipod dan menyajikan perilaku mandiri. Enam tiang pilar sentuh dan jangkar beton bertulang memperbaiki struktur di tanah, melestarikannya dari kontak langsung kelembaban tanah.

Modul Gridshell dibuang secara terpisah dalam langkah-langkah yang tumpang tindih dengan jarak 0.5m, memungkinkan sirkulasi udara dan pencahayaan alami. Bingkai ruang modular menerapkan bentuk akustik tahan dan alami. Permukaan cekung menjaga dan mendistribusikan suara di dalam ruangan. Atap menggunakan membran akrilik yang

terdeskripsikan, melindungi dari sinar matahari dan hujan. Desainnya terinspirasi dari bentuk alam. Koneksi fleksibel tekstil dikembangkan, memungkinkan mobilitas dan kecocokan

potongan. Modul struktural yang dapat dilipat menyajikan sifat kinetik seperti yang terlihat pada tubuh hewan vertebrata. Desain sendi fleksibel yang menggunakan tali poliester dan biokomposit memungkinkan tekanan mekanis rendah pada anggota struktur, bebas dari tegangan torsi.

Strukturnya dirakit dalam 25 hari kerja, menggunakan teknik kreatif dan desain teknik dengan dampak lingkungan yang rendah. Modul prefabrikasi mobile, grid pantografi, membran tekstil dan perangkat pengangkat bergerak dikembangkan. Prosedur perakitan tidak

(11)

(12)