JOB SHEET
SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
PRAKTIKUM 1
STRUKTUR BANGUNAN
KELAS : A21 201 KELOMPOK : 1
Anggota Kelompok
1. Jihan Ramadhani (2004014010056) 2. Fitria Ramadani (2004104010044) 3. Anggun Andriani (2004104010086)
4. Liga Hendra Nasution (2004104010109)
Paraf Dosen
Nilai
Tanggal Penilaian
PRAKTIKUM 1
JOB SHEET
SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
Stuktur Rangka Ruang
SPACE FRAME STRUCTURE
Struktur rangka ruang adalah komposisi dari batang- batang yang masing-masing berdiri sendiri, memikul gaya tekan atau gaya tarik yang sentris dan dikaitkan satu sama lain dengan sistem tiga dimensi atau ruang.
Elemen dasar pembentuk struktur rangka ruang :
Rangka batang bidang
Piramid dengan dasar segiempat membentuk oktahedron
Piramid dengan dasar segitiga membentuk
tetrahedron Sistem Mero
Sistem space deek Sistem Triodetic Sistem Unistrut Sistem Oktaplatte Sistem Takeneka Sistem Manesman
Beberapa sistem selanjutnya dikembangkan model rangka ruang berdasarkan pengembangan sistem konstruksi sambungannya, antara lain:
LANDASAN TEORI ALAT DAN BAHAN
JOB
PRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA BUANG
ANALISIS STRUKTUR RANGKA RUANG
Faktor tinjauan desain pada struktur rangka ruang :
Gaya-gaya elemen struktur
Jenis- jenis struktur rangka ruang dengan modul berulang
Struktur rangka batang dari elemen segitiga akan semakin efektif (juga efisien) apabila struktur tersebut dibuat menjadi rangkaian yang meruang (3 dimensi)
Penahanan gaya (tarik-tekan) diharapkan tidak melentur
Bentuk segitiga dapat menahan gaya-gaya eksternal dari berbagai vektor arah sehingga efisien dalam menahan tegangan tekuk (buckling), sangat efisien dan teratur apabila sistem sambungan memiliki kemiringan vektor 45o-60o
Struktur space-frame tidak membedakan antara batang utama (mayor) dan batang pendukung (minor)
PRINSIP-PRINSIP STRUKTUR RANGKA RUANG
Prinsip Umum
Penyusunan elemen-elemen menjadi himpunan segitiga yang membentuk komposisi lengkap dan stabil
NB : Sembarang susunan segitiga akan menghasilkan struktur yang stabil dan kaku (rigid)
Penanganan terhadap tegangan tekuk dapat diterapkan dengan metode-metode yang mudah dan efisien
LANDASA TEORI
PRAKTIKUM 1 JOB SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
Prinsip Mekanik
Bentuk dasar rangka ruang adalah tetrahedron yang susunannya dapat berulang apabila bentangan struktur rangka diperlebar.
Kumpulan segitiga dengan sistem meruang menerima gaya-gaya dari berbagai sumbu koordinat melalui titik-titik kumpul yang terdiri atas gaya batang dan beban eksternal
Didapatkan kemungkinan lebar bentang 6x s.d. 36x unit modul jika diukur berdasarkan kemiringan 45-60 derajat terhadap rusuk bentang
JENIS-JENIS STRUKTUR RANGKA RUANG
Flat cover yaitu hasil gubahan dari struktur planar. Bidangya disusun melalui batang horizontal dan gaya lateralnya disokong oleh barang diagonal
Spherical domes yaitu bentuk kubah yang membutuhkan modul tetrahedral atau piramid dari struktur membran (kulit).
Barrel vaults yaitu jenis space frame yang memiliki potongan diagonal dari suatu lengkungan sederhana sehingga tidak membutuhkan modul tetrahedral atau piramid sebagai bagian pendukungnya
FLAT COVER BARREL VAULTS SPHERICAL DOMES
Berdasarkan Kelengkungan :
LANDASAN TEORI
JOB
PRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
JENIS-JENIS STRUKTUR RANGKA RUANG Berdasarkan Jumlah Bidang Datar :
SINGLE LAYER
Single layer yaitu seluruh elemen disusun dalam satu permukaan.
Double layer yaitu setiap elemen dikelompokan dalam dua lapisan (bidang) paralel dengan nilai jarak antar lapisan tertentu . batang diagonal menghubungkan titik dari kedua lapisan dengan arah berbeda.
DOUBLE LAYER TRIPLE LAYER
Triple layer yaitu setiap elemen ditempatkan dalam tiga lapisan paralel yang dihubungkan batang diagonal, keseluruhannya nyaris datar. Sistemini sebagai solusi untuk mengurangi panjang batang diagonal.
Sistem sambungan ini terdiri dari sebuah benda yang berfungsi sebagai titik sambung dari baja press (hot pressed steel) ditempa dengan permukaan- permukaan gosok dan lubanglubang tepuk. Batang- batang (member) merupakan potongan baja hollow dengan baja tempaan berbentuk kerucut yang dilas pada pada pinggirannya yang dibuat sambungan (bolt) pasang yang dapat dilepas. Sambungan (bolt) dirapatkan menggunakan pin pengunci (dowel pin) yang sudah ditata secara rapi.
Hingga 18 batang member yang dapat disambungkan melalui sistem sambungan ini secara seragam
Pabrik dapat menghasilkan sambungan ini dengan kisaran diameter dari 46,5 - 350 mm, kemungkinan bentangan berkisar antara M12-M64 dengan batas penanganan gaya maksimum 1413 kN.
RAGAM SAMBUNGAN STRUKTUR RANGKA RUANG
Sistem Mero
LANDASAN TEORI
JOB
PRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
SISTEM SPACE DECK
Empat diagonalnya dibuat dari tiang atau batang yang dihubungkan dengan sistem las pada pojok-pojok dari sudut rangkanya dan dihubungkan pada suatu bagian yang menempati puncak strukturnya. Hal ini didasarkan pada unit limas segi empat.
Sistem space deck umunya digunakan untuk bentangan yang lebih kurang dari 40m dengan suatu standar modul dan kedalaman 1,2m.
Kedalam struktural minumum pada 0,75 m juga diterapkan.
untuk pembebann desain yang lebih tinggi dan bentangan yang lebih besar, modul alternatif produksi sekitar 1,5 m dan 2,0 m dengan kedalaman yang sama dengan modul.
RAGAM SAMBUNGAN STRUKTUR RANGKA RUANG
RAGAM SAMBUNGAN STRUKTUR RANGKA RUANG
Suatu model original perakitan tanpa las, tanpa baut dan tanpa keelin. titik simpul atas tombol tepat pemasangan berbagai batang dengan sembarang profil.
Pemasangan terjadi karena deformasi ujung batang yang sudah dipotong menurut sudut yang sesuai, kemudain dipaksa masuk dalam celah gerigi
sistem ini memiliki kelebihan dimana pemasangannya yang mudah dan juga daya tahan yang besar.
Terdiri dari sebuah konektor alumunium yang dibentangkan dengan kunci penghubung yang tajam. Tiap-tiap ujung member diproses dengan tujuann untuk mementuk suatu pinggiran berbentuk koin yang cocok untuk dihubungkan dengan kunci penyambungnya.
Sambungan ini selesai ketika seluruh batang member sudah dimasukkan ada pusat konektor, washer diletakkan pada tiap-tiap ujung dari pusat konektor, dan sebuah baut ditancapkan pada pusat konektor.
Murni mengguanakan material alumunium.
SISTEM TRIODIK
LANDASAN TEORI ALAT DAN BAHAN
PRAKTIKUM 1 JOB SISTEM STRUKTUR RANGKA BUANG
RAGAM SAMBUNGAN STRUKTUR RANGKA RUANG
Sistem Unistrud
Sistem sambungan ini terdiri dari plat penghubung yang merupakan plat baja press.
Hanya terdiri atas 4 (empat) komponen, yaitu plat konektor; strud; sambungan (bolt); dan nut.
Batang-batang member merupakan potongan batang yang dibuat untuk fungsi lubang saluran dan diikat oleh plat konektor dengan menggunakan sambungan tunggal pada masing-masing ujungnya.
Bentangan maksimal untuk sistem ini sekitar 40 m dengan standar modul 1,2 - 1,5 m. nama Moduspan juga merupakan sebutan untuk sistem ini.
SISTEM OKTAPLAT
Memanfaatkan material bola baja hollow dan batang member silinder yang disambungkan dengan sistem las.
Titik sambung terbentuk dari penyambungan las dua cangkang setengah bola secara bersamaan yang terbuat dari plat baja baik melalui sistem press panas, maupun yang dingin.
Bola baja hollow mungkin diperkuat dengan semacam diafragma tahunan.
Bola hollow sudah pernah digunakan dengan diamter 500mm.
RAGAM SAMBUNGAN STRUKTUR RANGKA RUANG
LANDASAN TEORI
JOBPRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
RAGAM SAMBUNGAN STRUKTUR RANGKA RUANG
SISTEM TAKENEKA
Baja pelat dengan potongan bujur sangkar dan persegi panjang dihubungkan dengan baut-baut mutu tinggi.
batang-batang pada bidang atas menerima gaya tekan, diagonal-diagonal memikul tekanan dan batang-batang pada bidang bawah menerima gaya tarik.
Dalam stuktur teknik finishing yang makin kompleks mengharuskan adanya bidang atas dan plafon, karena ruang kontruksi sangat tidak menguntungkan sebagai penampung debu.
RAGAM SAMBUNGAN STRUKTUR RANGKA RUANG
SISTEM MANESMAN
Dengan menggunakan pipa-pipa bulat dan sama besar, panjangnya disesuaikan dengan kebutuhan dan penghubungan dengan pipa-pipa yang lain pada arah yang dibutuhkan.
Kekurangan dari sistem ini antara lain kurangnya daya dukung pipa-pipa di bagian sambungan.
Kontruksi ini jarang digunakan karena hubungan antar pipa yang kurang rapi.
biasanya digunakan sebagai steger saja karena montagebility dan flexibility yang baik.
Material disebarkan dengan leluasa dalam suatu mekanisme transfer beban
utama secara aksial; tegangan atau kompresi. Alhasil, seluruh material di
dalam elemen yang tersedia dimanfaatkan hingga tingkat batasnya.
Juga, kebanyakan space-frame menggunakan aluminium yang sifatnya
sangat ringan sebagai material.
LANDASAN TEORI ALAT DAN BAHAN
JOB
PRAKTIKUM 1
KELEBIHAN STRUKTUR RANGKA RUANG
BERAT
KERAS/KAKU
Suatu konstruksi space-frame umumnya cukup kaku didukung
tingkat keringanannya, karena karakteristik rangka 3 dimensi keterlibatan seluruh elemen
utamanya.
Space-frame dapat dibuat dari unit- unit yang terprefabrikasi, yang
biasanya banyak ukuran dan bentuknya. Unit-unit tersebut dapat
diangkut dengan mudah dan dengan cepat dirakit bahkan oleh tenaga yang kurang terampil, serta
biaya pelaksanaannya cenderung lebih kecil
PRODUKSI
Space-frame mampu dibentuk secara variatif karena memanfaatkan sistem modul
standar untuk menghasilkan berbagai grid datar, pola-pola shell,
dan bentuk-bentuk yang lebih bebas. Keindahan visual dan kesederhanaan garis dalam space-
frame membuat sistem ini sering digunakan.
KESANGGUPAN
KELEMAHAN STRUKTUR RANGKA RUANG
Mahal : Elemen-elemenya dipesan dari pabrik, sehingga mahal.
Pengerjaan lama : Struktur Space Frame jarang digunakan, hanya pada bangunan- bangunan tertentu saja.Sehingga ahli dalam bidang ini masih sedikit
Tidak Tahan Api :Struktur yang digunakan berbahan dasar logam. Kita tahu bahwa logam tidak tahan panas, dapat leleh akibat panas
SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
Space-frame bukan hanya digunakan untuk struktur atap dengan rentangan yang panjang, namun juga untuk struktur atap dengan rentangan yang sedang, maupun pendek. Juga, dapat diterapkan pada struktur lantai dan dinding eksterior.
Penggunaan sistem space-frame sebagai struktur atap dapat berfungsi sebagai:
• Kanopi
• Skylight
• Kubah Tempat Ibadah
• Hangar,dll
PENERAPAN DALAM KONTRUKSI
P R O FI L B A N G U N A N
STUDI PRESEDEN
JOB
PRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
CENTRAL HALL HEYDAR ELIYEV
Fungsi : Pusat Kebudayaan Arsitek : Zaha Hadid
Luas. : 101801 m² Tahun : 2013
Lokasi : Baku, Azerbaijan Jumlah Lantai : 9 Lantai
Bangunan ini memiliki aula konferensi (auditorium), aula galeri, dan museum. Proyek ini dimaksudkan untuk memainkan peran integral dalam kehidupan intelektual kota.Bangunan ini terkenal karena arsitekturnya yang khas dan gaya lengkung yang mengalir.
Desain yang diangkat oleh Zaha Hadid adalah kurva raksasa yag saling menyambung satu sama lain, polanya berbentuk kurva sebagai bidang eorodinamis untuk menahan hembusan angin yang kuat.
Hadid mengekspolirasi lekukan untuk menciptakan efek likuid. Hasilnya adalah bangunan yang bersifat organik, mirip maeba
raksasa yang tiba-tiba membeku.
K O N S EP D ES A IN
S IS TE M S TR U K TU R
Struktur Heylav Aliyev menggunakan struktur bentang lebar, hal ini didasari oleh panjang bentangan lebih dari 20m(syarat bangunan bentang lebar). Kontruksi bangunan ini dapat dikatakan berbeda dari banguna-bangunan umumnya. Terlebih pada bagian kulit bangunan.Pada dasarnya Heydar Eliyev Cnter ini berstruktur beton bertulang yang dikombinasikan dengan sistem space frame serta atap yang berbentuk shell. .
Sistem curtain wall juga diaplikasikan dibagian struktur vertikalnya
STUDI PRESEDEN
JOB
PRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
Bentuk shell pada eksterior memperkuat konsep hubungan yang terus mengalir antar ruangnya.
SISTEM
STRUKTUR
Space Frame digunakan untuk membentuk struktur bebasnya serta memperkuat struktur kulit dan struktur beton bertulang sebagai shear walls bangunan. Salah satu alasan penggunaan space frame adalah karena mudah pengaplikasiannya.
Beton bertulang digunakan untuk membangun dinding geser sebagai partisi utntuk memisahkan bangunan utama dan untuk mendukung kerangka ruang dan juga digunakan untuk membangun pijakan bangunan. Hal ini atas pertimbangan terhadap ancaman gempa bumi yang terjadi. Bangunan ini juga diperkuat oleh tumpukan beton setinggi 150 kaki yang berada di bawah permukaan bumi.
S IS TE M S TR U K TU R S P EC IA L N O D ES
Karena rentang frame ruang besar, terhubung ke struktur beton bertulang disamping dukungan kolom dan lansung ke pondasi, untuk menjaga stabilitas struktur sebanyak mungkin.
Metode mempertahankan staibilitas adalah memperpnjang balok inti baja dari tabung inti beton bertulang, memperbaiki anggota baja vertikal ke balok silang, dn menghubungkan bingkai ruang ke balok.
mengakami momen lentur besar untuk mengatasi masalah ini dilakukan dengan mengentalkan grid ruang dibagian tersebut dan di bagian lain lapisan tunggal menjadi multilayer untuk memberikan ketahan lentur yang memadai.
STUDI PRESEDEN
JOBPRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
M O M EN G A Y A
Momen yang bekerja pada bangunan Heydar Aliyev, yaitu :
Diagram Momen terhadap gaya angin (geser).
1.
2.Diagram Momen terhadap gaya gravitasi (tekan\tarik).
Momen diagram under wind load
Shear diagram under wind load
Member axial reactions under wind.
Ground Floor First Floor Second Floor
Third Floor Fourth Floor Fifth Floor
Sixth Floor Seventh Floor Eighth Floor
Section-DD
Section-EE
Section-GG
STUDI PRESEDEN
JOB
PRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
G A Y A P A D A S TR U TU R S H EL L
Oleh karena bantuknaya yang sangat unik(fluidity), stuktur shell pada Heydar Aliyev Center merupakan Translational Surface,
JIka digolongkan berdasar proses pembentukannya maka struktur shellnya termasuk bukaan geseran ( Translational Surface) :
Yaitu bidang yang diperoleh jika suatu garis lengkung digeser sejajar terhadap garis lengkung cembung lainnya dan pergeserannya terjadi secara paralel. Pada bangunan ini shell termasuk jenis hyper.
M A TE R IA L M A TE R IA LM A TE R IA L
Material yang digunakan pada struktur atap yang sekaligus sebagai fasad yang sangat besar terdiri dari 18000 panel terpisah.
Setiap panel berukuran 1-2m. Panel tersebut terbuat dari Glass Fiber Reinforced Polyster (GFRP) dan Glass Fiber Reinforced Concrete (GRFC).
Material ini terpilih sebgai material cladding yang ideal, karena dapat memberikan efek pada fasad sekaligus merespon permintaan fungsi yang berbeda berdasarkan keadaan tertentu. Material ini relatif ringan, tangguh, tahan terhadap retak dan tahan api.
Bentuk dasar rangka berbentuk prisma segi empat
Bentuk yang di dapat terinspirasi dari ombak
Kumpulan prisma segi empat disusun melengkung
membentuk ombak Struktur ini dibantu oleh
tompangan tiang dibagian bawahnya
DESAIN
JOB
PRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
Dimensi Rancangan
Luas Bentukan
Luas Dasar Rangka
HASIL RANCANGAN
JOB
PRAKTIKUM 1 SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
Tampak DepanTampak Belakang
Tampak Samping KananTampak Samping Kiri
POSTER
PRAKTIKUM 1 JOB SISTEM STRUKTUR RANGKA RUANG
SPACE FRAME STRUCTURE SPACE FRAME STRUCTURE SPACE FRAME STRUCTURE
Struktur rangka ruang adalah komposisi dari batang- batang yang masing-masing berdiri sendiri, memikul gaya tekan atau gaya tarik yang sentris dan dikaitkan satu sama lain dengan sistem tiga dimensi atau ruang.
KONSEP DESAIN
Kumpulan prisma segi empat disusun melengkung membentuk ombak Struktur ini dibantu oleh
tompangan tiang dibagian bawahnya
