Rangka Batang atau Truss
Truss berasal dari kata Perancis tua, "trousse" sekitar abad 1200, yang berarti "kumpulan hal yang terikat bersama-sama." Dalam teknik sipil, Rangka batang (truss) adalah struktur yang terdiri dari gabungan batang batang yang membentuk struktur berbentuk segitiga dan terhubung satu sama lain, serta dibebani pada sendi-sendinya. Rangka batang 2 dimensi umumnya terdiri dari bagian atas (top chord), bagian bawah (bottom chord) dan bagian tengah yang biasa disebut dengan web. Struktur tersebut umumnya didesain agar stabil (tidak bergerak), aman (tidak runtuh atau membahayakan pengguna), dan nyaman nyaman (defleksi yang terjadi tidak terlalu besar). Truss ada dua macam, yaitu plane truss dan space truss
1. Plane Truss (rangka bidang) adalah truss yang elemen dan joint berada dalam s uatu bidang 2 dimensi. terdapat dua bentuk dasar dari plane truss, yaitu:
pitched truss atau common truss, dapat dibedakan dari bentuk bentuk segitiganya. tipe ini sering digunakan untuk konstruksi atap. beberapa tipe truss ini dinamai sesuai dengan web configuration nya. ukuran ele men dan web configuration ditentukan berdasarkan bentang, beban dan spasi. parallel chord truss atau flat truss, biasanya digunakan untuk konstruksi konstruksi lantai. kombinasi dari dua bentuk tersebut adalah truncated truss, digunakan pada konstruksi hip roof.
tipe - tipe plane truss Pratt truss
DIpatenkan pada tahun 1844 oleh Caleb Pratt dan putranya Thomas Willis Pratt. didesain menggunakan balok vertikal untuk memikul tekan dan balok horizontal untuk memikul tarik. bentuk ini masih dipertahankan sejak masih digunakan material kayu hingga kini baja. Vierendeel truss
Ialah truss dimana letak elemennya tidak membentuk segitiga melainkan membentuk bukaan segi empat, dan merupakan frame dengan joint jepit yang mampu mentransfer bending moment. tipe truss ini dinamai demikian sesuai dengan insinyur Belgia yangmengembangkannya pada tauhn 1896 yaitu Arthur Vierendeel. King post truss
Merupakan salah satu tipe truss yang paling mudah diimplementasikanterdiri dari dua tumpuan dengan sudut tertentu yang bertumpu pada t umpuan vertikal Queen post, sama halnya dengan king post, perbedaan utamanya adalah adanya balok horizontal. truss tipe ini hanya cocok untuk bentang pendek. Town's lattice truss
Didesain oleh arsitek Amerika, Ithiel Town sebagai al ternatif jembatan kayu besar (heavy timber bridge) contoh aplikasi rangka bidang (plane truss)
2. Space Truss (rangka ruang) adalah truss yang memiliki elemen - elemen dan joint - joint yang membentuk 3 dimensi. bentuk dasar penyusun space truss adalah limas (t etrahedron). dalam aplikasinya, space truss untuk atap dikembangkan dalam beberapa bentuk relevan sebagai berikut;
Tipe-Tipe Struktur Baja Pada Bangunan Struktur baja mempunyai beberapa tipe antara lain :
Portal Rangka bidang (plane truss) Rangka ruang (space truss) Gantung (suspension) Masted structures Shell systems
Sistem Portal
1. Pengertian : yaitu sistem struktur yang terdiri dari tiang/ kolom (post) dan balok (beam) di mana tiang dan balok tersebut tersusun dari batang tunggal. 2. Fungsional : dapat digunakan sebagai struktur pada bangunan bentang panjang maupun bentang pendek. 3. Estetika : struktur ini cukup sederhana sehingga secara arsitektural pun biasa-biasa saja (terkesan konvensional) dan mempunyai kelemahan yaitu dimensi kolom dan balok semakin besar bila bentangnya semakin besar. 4. Konstruksional :
Stabilitas : stabil ketika antar portal saling dihubungkan. Kekuatan : kuat untuk menopang penutup atap yang tidak terlalu berat, tetapi j ika bentang semakin panjang, balok akan mengalami gaya lendut yang makin besar sehingga memerlukan dimensi komponen struktur yang makin besar pula serta memerlukan perkuatan. Ketahanan goncangan : kuat terhadap gaya yang sejaj ar, tetapi lemah terhadap gaya yang tegak lurus struktur. Kemudahan pembuatan : cukup mudah sebab strukturnya tid ak terlalu rumit. Waktu pelaksanaan : singkat / cepat. Komponen utama : tiang / kolom (post) dan balok (beam).
Bahan / material : struktur ini dapat menggunakan bahan kayu, beton bertulang, dan baja. Bentuk dasar : segi empat dan segi tiga. Model / tipe : portal segi empat dan portal segi tiga.
5. Pembebanan (flow) :
Pembebanan Pada Tipe Portal 6. Detail konstruksi :
Detail K onstruksi Pada Tipe Portal 7. Aplikasi :
Contoh Aplikasi Tipe Portal Sistem Rangka Bidang 1. Pengertian : yaitu sistem struktur rangka batang yang tersusun secara dua dimensional. 2. Fungsional : umumnya digunakan pada struktur atap bentang panjang (sport hall, exhibition hall, stadion, dll) dan juga jembatan. 3. Estetika : secara arsitektural lebih baik dibandingkan portal dan lebih terkesan modern. 4. Konstruksional :
Stabilitas : menggunakan bentuk segitiga yang stabil (lebih stabil dibandingkan portal). Kekuatan : kuat menahan beban yang cukup besar. Ketahanan goncangan : kokoh menahan gaya yang sejajar bidang (lebih kokoh dibandingkan portal) tetapi lemah terhadap gaya yang tegak lurus bidang. Kemudahan pembuatan : pembuatannya agak lebih rumit di bandingkan portal. Waktu pelaksanaan : lebih lama dari portal.
Komponen utama : batang dan sambungan. Bahan / material : umumnya menggunakan material baja, tapi juga dapat memakai bahan kayu.
Bentuk dasar : struktur ini memiliki bentuk dasar s egitiga yang kemudian disusun. Model / tipe : rangka batang sistem kabel, rangka batang Pratt, rangka batang Hower, rangka batang statis tak tentu, rangka batang funicular.
5. Pembebanan (flow) :
Pembebanan Pada Tipe Rangka Bidang 6. Detail konstruksi :
Detail Konstruksi Pada Tipe Rangka Bidang 7. Aplikasi :
Contoh Aplikasi Tipe Rangka Bidang Sistem Rangka Ruang 1. Pengertian : yaitu sistem struktur rangka batang yang tersusun secara tiga dimensional (ruang). 2. Fungsional : hampir sama dengan rangka bidang, umumnya digunakan pada struktur atap bentang panjang (sport hall, exhibition hall, stadion, dll).
3. Estetika : dapat menghasilkan bentuk-bentuk yang lebih kompleks dan atraktif. 4. Konstruksional :
Stabilitas : lebih stabil dibandingkan rangka bidang. Kekuatan : kuat menopang beban yang besar karena beban didistribusikan secara merata. Ketahanan goncangan : tahan terhadap gaya yang sejajar struktur dan tahan terhadap tekuk lateral (gaya tegak lurus terhadap struktur). Kemudahan pembuatan : pembuatannya cukup rumit. Waktu pelaksanaan : cukup panjang / lama. Komponen utama : batang (member) dan sambungan (joint). Bahan / material : struktur ini menggunakan material baja. Bentuk dasar : struktur ini memiliki bentuk dasar pir amid (tetrahedron), limas / segitiga. Model / tipe : square on square no offset, cubic pris ms, two member lengths, trigonal prisms, octahedron and tetrahedron, one member lengths.
5. Pembebanan (flow) :
Pembebanan Pada Ti pe Rangka Ruang 6. Detail konstruksi :
Detail Konstruksi Pada Tipe Rangka Ruang 7. Aplikasi :
Contoh Aplikasi Tipe Rangka Ruang
Sistem Gantung 1. Pengertian : yaitu s istem struktur yang menggunakan kabel sebagai penggantung (menahan gaya tarik) suatu konstruksi. 2. Fungsional : digunakan untuk konstruksi jembatan, atap, penggantung untuk lantai bangunan tinggi.
3. Estetika : struktur ini menghasilkan bentuk-bentuk yang menarik, unik, modern, dan memberi kesan ringan. 4. Konstruksional :
Stabilitas : stabil dan strukturnya cukup fleksibel (kabel sebagai str uktur selalu dalam kondisi tarik, dengan distribusi gaya merata di setiap bagiannya). Kekuatan : kabel merupakan material yang kurang lebih 4 kali lebih kuat dari struktur baja lainnya, berukuran dan bermassa lebih kecil. Ketahanan goncangan : relatif tahan terhadap goncangan karena sifatnya yang cukup fleksibel Kemudahan pembuatan : agak rumit. Waktu pelaksanaan : agak lama (tidak secepat pemasangan portal). Komponen utama : kabel sebagai penggantung. Bahan / material : baja (kabel), beton (kolom). Bentuk dasar : tents, preloaded catenaries, dan grids.
Model / tipe : incorporate suspension bridge element, suspended chain and cable roofs, dan two-way cable networks in floor structures.
5. Pembebanan (flow) :
Pembebanan Pada Ti pe Gantung 6. Detil konstruksi :
kolom kabel sambungan kabel dengan kolom / tiang
7. Aplikasi :
Contoh Aplikasi Tipe Gantung Masted Structure 1. Pengertian : yaitu sistem struktur yang menggunakan tiang sebagai penyangga utama di mana tiang tersebut menanggung kumpulan beban / gaya (yang disalurkan dari kabel-kabel yang digantung pada tiang tersebut) yang kemudian disalurkan ke tanah 2. Fungsional : hampir sama dengan suspension, yaitu untuk j embatan, atap bangunan (stadion, ehibition hall, sport hall, dll). 3. Estetika : bentuk-bentuk yang dihasilkan menarik, atraktif, dan modern. 4. Konstruksional :
Stabilitas : kestabilan dihasilkan melalui peletakan tiang (mast) yang tepat untuk menahan kabelkabel sesuai dengan persebaran kabel-kabel tersebut. Kekuatan : terletak pada tiang (mast) sebagai penyalur beban ke tanah yang diterima dari kabelkabel. Ketahanan goncangan : struktur ini cukup kuat untuk menahan gaya horizontal maupun gaya logitudinal. Kemudahan pembuatan : cukup rumit. Waktu pelaksanaan : cukup lama. Komponen utama : tiang penyangga (mast) Bahan / material : baja dan beton Bentuk dasar : orthogonal, rotational, dan multiples. Model / tipe : single mast stru ctures and assemblages, two mast structures and assemblages, four mast structures and assemblages, membrane roofed structures, grandstand structures, dan rational structures.
5. Pembebanan (flow) :
Pembebanan Pada Tipe Masted Structure 6. Detil konstruksi :
Detail K onstruksi Pada Tipe Masted Structure 7. Aplikasi :
Contoh Aplikasi Tipe Masted Structures Sistem Shell 1. Pengertian : yaitu sistem struktur yang menggabungkan plate, arc, dan catenarie sehingga menghasilkan kekuatan yang dihasilkan oleh bentukan lengkung yang dimilikinya. 2. Fungsional : digunakan untuk bangunan yang menggunakan bentuk dome, atap lengkung (stadion, bandara, stasiun kereta api, dll).
3. Estetika : bentuknya dinamis, tidak kaku. 4. Konstruksional :
Stabilitas : bentuk lengkung menciptakan kestabilan pada struktur. Kekuatan : mendapatkan kekuatan dari bentuknya bukan dari kekuatan materialnya. Ketahanan goncangan : kokoh terhadap goncangan karena meneruskan bebannya secara longitudinal seperti batang sekaligus secara transversal seperti busur. Kemudahan pembuatan : tergolong rumit / sulit. Waktu pelaksanaan : cukup lama. Komponen utama : penutup atap Bahan / material : selaput / membran Bentuk dasar : bentuk dasar yang digunakan yaitu lengkungan (curved) Model / tipe : single curved system, rotational shell s ystem, dan anticlastic shell system.
5. Pembebanan (flow) :
Pembebanan Pada Tipe Shell 6. Detil konstruksi :
plate arc catenarie
7. Aplikasi :
Contoh Aplikasi Tipe Shell System
Space Frame itu sendiri adalah suatu sistem konstruksi rangka ruang dengan menggunakan sistem sambungan antar batang. Semua batang di sambungkan dngan Bola baja atau ball joint . Sistem sambungan space frame akan membentuk segitiga dengan joint-joint bola. Struktur rangka space frame ini mudah dipasang, dibentuk ataupun di bonkar kembali. Maka dari itu pemasangan struktur ini lebih mudah dan lebih cepat.
Sistem rangka space frame ini sangat cocok untuk digunakan pada bangunan dengan bentangan besar yang menginginkan tidak ada kolom di tengah bangunan. Jika anda melihat dari bawah sistem space frame ini akan membentuk seperti piramida, dome, dan lain sebagainya. Menurut banyak orang yang sudah menggunakan sistem ini, space frame lebih efisien dibandingkan dengan rangka baja profil dengan bentang yang panjang. Bangunan yang sering menggunakan space frame adalah PT, Stadion, Skylight, dan masih banyak yang lainnya. Di Indonesia sendiri space frame ini sudah banyak di gunakan terutama dikawasan Industri. Ada beberapa keuntungnan jika menggunakan metode struktur rangka space frame antara lain.
Space frame dapat digunakan untuk bentang yang panjang Sistem konstruksi space frame sangat ringan Space frame dapat diterapkan dalam bentuk atap apapun Umur sistem relatif lebih panjang 50-100 tahun Lebih menarik jika dilihat dari estetika Harga lebih efisien dengan bentang panjang.
Space Frame System adalah suatu sistem konstruksi rangka ruang dengan suatu sistemsambungan antara batang / member satu sama lain yang menggunakan bola baja / ball joint sebagai sendi penyambungan dalam bentuk modul-modul segitiga sehingga Space Frame ini mudah untuk dipasang, dibentuk dan dibongkar kembali dan pelaksanaannya dapat dilakukan dengan cepat. Seluruh komponen Space Frame ini sudah dapat diproduksi di dalam negeri. Space Frame ini juga merupakan media desain seperti bentuk pyramid , dome dan lainnya, terutama untuk bentangan besar dan lebar
yang memerlukan ruang bebas kolom seperti untuk bangunan hangar, stadion, pabrik dan skylight .
Space Frame adalah suatu rangka ruang yang terbuat dari bahan pipa besi
berikut conus, hexagon dan baut baja yang dihubungkan satu dengan lainnya dengan ball joint / bola baja sebagai mediatornya. Ball joint ini dapat terbuat dari baja padat atau stainless steel. Finishing untuk ball joint dan member yaitu dengan cat duco,powder coating atau hotdip galvanized. Keuntungan memakai SPACE FRAME SYSTEM : 1. Tidak ada batasan bentuk. 2. Dapat digunakan untuk bentang yang besar. 3. Konstruksi sangat ringan. 4. Mudah dipasang dan dibongkar. 5. Umur relatif panjang ( 50 – 100 tahun ). 6. Dari segi estetika sangat menarik. 7. Harga bersaing Sedangkan untuk aplikasinya dapat digunakan untuk : 1. Canopy 2. Sky Light 3. Ruang serbaguna 4. Gedung Olah raga 5. Kubah Masjid atau Gereja 6. Hanggar, dll
