RANGKUMAN LITERATUR BENTANG LEBAR A. KLASIFIKASI BENTANG LEBAR 1. Struktur Cangkang 2. Struktur Kabel 3. Struktur Lipat 4. Struktur Membran 5. Struktur Space Truss
1. Struktur Cangkang Adalah plat yang melengkung ke satu arah atau lebih yang tebalnya jauh lebih kecil daripada bentangnya. bentangnya. Bentuk structural 3 dimensional dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai mempunyai permukaan permukaan lengkung. 1a. Sifat Sifat-sifat local, yang menentukan geometri dari permukaan segera sekitas suatu titik. Sifatsifat umum, yang menerangkan bentuk dari permukaan sebagai suatu keseluruhan. Permukaan- permukaan dibagi kedalam tiga kategori yang berbeda tergantung kapada variasi dari kelengkungan mereka disekitar satu titik: a.
Sinklastik = Kalau kelengkungan
pada suatu titik titi k dalam semua arah mempunyai tanda
sama.
b. Developable = Kalau kelengkungan pada suatu titik dalam semua arah mempunyai tanda yang sama kecuali pada satu arah, yaitu nol. c.
Antiklastik = Kalau kelengkungan pada suatu titik adalah positif dalam arah- arah tertentu
dan negatif dalam arah- arah lainnya, atau permukaan pelana (saddle surface) pada titik tersebut.
1b. Persyaratan Struktur Cangkang - Harus memiliki bentuk lengkung, tunggal, maupun ganda (single or double curved), - Harus tipis ti pis terhadap permukaan atau bentangannya, - Harus dibuat dari bahan yang keras, kuat, ulet, dan tahan terhadap tarikan dan tekanan.
1c. Hal yang mempengaruhi mempengaruhi Struktur Cangkang Cangkang - Tegangan-tegangan Tegangan-tegangan membran yang bekerja pada kulit shell (tarik, tekan, geser, tangensial), sehingga dihasilkan dimensi yang tipis sekali. - Karena pembebanan. pembebanan. Tegangan Tegangan terjadi pada bagian tumpuan, dimana shell shell diikat sehingga tidak bisa bergerak. - Karena perubahan temperatur : terjadi akibat panas matahari dan proses pemuaian material beton yang menjadi strutur shell.
1d. Klasifikasi Struktur Cangkang
1e. PENYALURAN BEBAN Syarat- syarat yang harus dipenuhi untuk menimbulkan tegangan tegangan membran murni didalam sebuah kulit kerang, antar lain: 1. Gaya- gaya reaksif pada perbatasan kulit kerang harus sama dan berlawanan dengan gayagaya membran pada perbatasan yang ditimbulkan oleh beban 2. Tumpuan harus mengijinkan perbatasan kulit kerang untuk mengalami perindahan yang ditimbulkan oleh regangan membran. Kalau salah satu atau keduanya tidak terpenuhi, maka akan timbul tegangan lentur didalam kulit kerang yang disebabkan oleh: 1. Gaya meridional, merupakan gaya internal pada cangkang aksimetris yang terbagi rata dan dinyatakan dalam gaya per satuan luas. 2. Gaya- gaya melingkar, dinyatakan sebagai gaya persatuan panjang yang dapat diperoleh dengan meninjau keseimbangan dalam arah transversal. 3. Distribusi gaya, distribusi gaya melingkar dan meredional dapat diperoleh dengan memplot persamaan persamaan kedua gaya tersebut. Gaya meredional meredional selalu bersifat tekan, sementara gaya melingkar mengalami transisi pada sudut 51049’ diukur dari garis vertikal diukur diuku r dari garis vertikal. 4. Gaya terpusat, beban ini harus dihindari dari struktur cangkang. 5. Kondisi tumpuan, kondisi ini sangat mempengaruhi mempengaruhi perilaku dan desain struktur.
2.STRUKTUR KABEL Adalah sebuah sistem struktur yang bekerja berdasarkan prinsip gaya tarik, terdiri atas kabel baja, sendi, batang, untuk menyanggah sebuah penutup yang menjamin tertutupnya sebuah bangunan. Struktur kabel dan jaringan dapat juga dinamakan struktur tarik dan tekan, karena pada kabel-kabel hanya dilimpahkan gaya gaya tarik, sedagnkan kepada tiang tiang pendukungyna hanya dilimpahkan gaya tekan. Beberapa aspek penting untuk proses pembangunan struktur kabel meliputi hal -hal sebagai berikut : 1. Form finding, bentuk geometri struktur kabel 2. Hitungan dan sistem pemberian gaya prategang 3. Penentuan tipe dan jenis bahan kabel 4. Penentuan panjang terpotong kabel dengan tepat 5. Perancangan bentuk dan detil pemegang kabel 6. Pemilihan pelindung terhadap bahaya korosi
2a. Sistem Stabilisasi -
Peningkatan beban mati
-
Pengaku bususr dengan arah berlawanan
-
Penggunaan batang-batang pembentang
-
Penambatan/pengangk Penambatan/pengangkuran uran ke pondasi
-
Metode Prategang searah kabel
2b. Keuntungan dan kelemahan kelemahan Keuntungan : - Elemen kabel merupakan elemen konstruksi paling ekonomis untuk menutup permukaan yang luas - Ringan, meminimalisasi beban sendiri sebuah konstruksi - Memiliki daya tahan yang besar terhadap gaya tarik, untuk bentangan ratusan meter mengungguli semua sistem lain Kelemahan : Pembebanan yang berbahaya untuk struktur kabel adalah getaran. Struktur ini dapat bertahan dengan sempuna terhadap gaya tarik dan tidak mempunyai kemantapan yang disebabkan oleh pembengkokan, pembengkokan, tetapi struktur dapat bergetar. Dalam hal gejala resonansi yang umum dikenal dapat timbul dan mengakibatkan mengakibatkan robohnya bangunan.
2c. Menstabilkan Struktur Kabel -
Memakai kabel 2 arah
-
Memakai pelengkung
-
Memakai kabel
3.STRUKTUR LIPAT Dikembangkan Dikembangkan menjadi 3 jenis : -
Bentuk prismatic
-
Bentuk Piramidal
-
Bentuk Semiprismatis Semiprismatis
Berdasarkan Berdasarkan konstruksinya dibagi menjadi :
1. Plat lipat dua segmen. Komponen dasar dari struktur plat lipat terdiri dari: plat miring, plat tepi yang digunakan untuk menguatkan plat yang lebar, pengaku untuk membawa beban ke penyangga dan menyatukan menyatukan plat, serta kolom kolom untuk menyangga menyangga struktur.
Gambar lipat dua segmen 2. Plat lipat tiga segmen. Pengaku terakhirnya berupa rangka yang lebih kaku daripada balok penopang bagian dalam. Kekuatan dari reaksi plat di atas rangka kaku tersebut akan cukup besar dan di kolom luar tidak t idak akan diseimbangkan oleh daya tolak dari plat yang berdekatan. Ukuran rangka dapat dikurangi dengan menggunakan tali baja antara ujung kolom.
Gambar lipat 3 segmen 3. Plat lipat kubah. Plat yang memiliki bentuk kubah.
Gambar lipat kubah 4. Folded plate arch. Folded plate arch merupakan folded plate dengan bentuk melengkung seperti busur.
Gambar lipat plate arch 5. Bentuk Z. Masing-masing unit di atas mempunyai satu plat miring yang l ebar dan dua plat tepi t epi yang diatur dengan jarak antar unit dengan jendela. Bentuk ini disebut R shell dan sama dengan louver yang digunakan untuk ventilasi jendela.
Gambar lipat bentuk Z 6. Dinding yang menerus dengan plat. Pada struktur ini, dinding merupakan konstruksi beton yang miring. Dinding didesain menerus dengan plat atap. Kolom tidak dibutuhkan di pertemuan tiap-tiap tiap-tiap panel dinding dinding karena dinding ditahan di ujung atas. atas.
Gambar dinding menerus dengan plat 7. Kanopi. Bentuk ini digunakan untuk kanopi kecil di main entrance bangunan. Struktur ini mempunyai empat segmen. Pengaku struktur diletakkan tersembunyi di permukaan atas sehingga tidak terlihat dan dan plat (shell) akan muncul muncul untuk menutup kolom vertikal. vertikal.
Gambar lipat kanopi 8. Plat lipat meruncing ke ujung (tapered folded plate). Struktur i ni dibentuk oleh elemen-elemen elemen-elemen runcing. Berat plat di tengah bentang merupakan dimensi kritis untuk kekuatan tekukan.
Gambar Gambar lipat meruncing
9. Plat lipat penyangga tepi (edge support folded plate). Plat tepi dapat dikurangi dan struktur atap dapat dibuat terlihat sangat tipis jika plat tepi ditopang oleh rangkaian kolom. Struktur ini cocok digunakan untuk bangunan dengan estetika tinggi dengan desain atap yang tipis.
Gambar lipat penyangga tepi 10. Plat lipat kuda-kuda (folded plate truss). Terdapat ikatan horisontal melintang di sisi lebar, di tepi bangunan. Hal ini memungkinkan folded plate digunakan pada bentang lebar dengan pertimbangan pertimbangan struktural yang matang. matang.
Gambar lipat kuda-kuda 11. Rangka kaku folded plate. Sebuah lengkung dengan segmen lurus biasanya disebut rangka kaku. Struktur ini tidak efisien untuk bentuk kurva lengkung karena momen tekuk lebih besar.
Gambar lipat rangka kaku 3a.Transfer Beban Transfer beban dalam struktur lipat terjadi melalui kondisi struktural dari pelat (beban tegak lurus terhadap bidang tengah) atau melalui kondisi struktural dari paralel (slab load ke pesawat). Pada awalnya, kekuatan eksternal akan ditransfer karena kondisi struktural pelat ke pinggir lebih pendek dari satu elemen lipat. Di sana, reaksi sebagai kekuatan aksial dibagi antara elemen yang berdekatan yang menghasilkan strain kondisi struktural dari lembaran. Ini mengarah pada pengiriman pasukan untuk bantalan.
4.STRUKTUR MEMBRAN Merupakan struktur funicular struktur funicular yang memanfaatkan gaya tarik murni sehingga disebut dengan tensi tensile le structure structur e. Membran adalah suatu struktur permukaan fleksibel tipis yang memikul beban
terutama melalui proses tegangan tarik. Struktur membran cenderung dapat menyesuaikan diri dengan cara struktur tersebut dibebani. Struktur membran sangat peka terhadap efek aero dinamika dari angin. 4a.Penyaluran Beban Struktur membran mampu menahan beban merata eksternal eksternal baik beban vertikal (air hujan, salju dll) maupun horizontal (angin, gempa dll). Pada kondisi pembebanan secara vertikal yang merata, struktur bangunan menerima beban dan mendistribusikannya mendistribusikannya secara two-way. two-way. Dengan memanfaatkan gaya tarik pada kabel struktur serta membran tenda, beban eksternal dan beban sendiri struktur disalurkan ke kolom-kolom serta kabel pendukung utama. Elemen-elemen Elemen-elemen struktur garis ini kemudian menyalurkan menyalurkan beban secara aksial menuju anker atau pondasi bangunan dan kemudian ke tanah. Untuk menjaga kestabilan struktur, setiap pembebanan dilawan oleh reaksi sehingga resultan sama dengan nol. Dalam struktur tenda, terjadi gaya-gaya tarik murni pada elemen kabel dan membran. Dalam kondisi pembebanan secara vertikal, terjadi gaya tarik pada kabel dan membran sedangkan pada kolom struktur terjadi gaya tekan. Penyaluran beban vertikal pada struktur membran relative kecil, karena bentuknya yang memiliki perbedaan ketinggian pada penutupnya sehingga bagian yang tinggi kemudian menstransfer bebannya ke bagian yang lebih l ebih rendah. Oleh karena itu, dalam hal mendesain mendesain tenda, hal yang harus diperhatikan adalah tinggi rendahnya permukaan permukaan penutup. 5.STRUKTUR SPACE TRUSS Truss adalah struktur yang terdiri dari elemen-elemen yang membentuk satu atau lebih unit segitiga yang yang terbentuk dari elemen elemen lurus yang ujung-ujungnya ujung-ujungnya dihubungkan dengan joint. Tinjauan Truss terdiri dari 2, yaitu plane truss dan space truss. 1. Plane Truss(rangka bidang), Plane truss adalah truss yang elemen dan joint berada dalam suatu bidang 2 dimensi Terdapat 2 bentuk dasar dari plane truss : a.
Piched Truss, common truss dapat dibedakan dari bentuk segitiganya. Tipe ini sering digunakan untuk konstruksi atap. Beberapa tipe truss ini dinamai sesuai dengan web configurationnya. Ukuran elemen dan web configuration ditentukan berdasarkan berdasarkan bentang, beban beban dan spasi.
b. Paralel chord truss, atau flat truss biasa digunakan untuk kontrusksi l antai.
c.
Kombinasi dari kedua bentuk tersebut ialah truncated truss, digunakan pada konstruksi hip roof.
d. Penyaluran Beban : Semakin panjang rangka atau semakin berat beban tumpuan (P) maka dibutuhkan ketinggian rangka batang yang lebih besar.
Gambar rangka batang Sumber: Desain Struktur Dalam Arsitektur
Bentuk segitiga sebagai bentuk yang stabil untuk struktur rangka batang dengan hubungan jepit tidak sempurna
Gambar segitiga Sumber: Desain Struktur Dalam Arsitektur
2. Space Truss(rangka ruang) , Space truss adalah truss yang memiliki elemen-elemen dan join-join yang membentuk membentuk 3 dimensi. Bentuk dasar penyusun space truss adalah limas (tetrahedron). Juga merupakan :
Struktur rangka ruang didesain untuk menjangkau ruang yang luas tanpa penumpu antara.
Struktur yang ringan dan mudah dibongkar pasang (Montageabel) karena komponen – komponen strukturnya dibuat dipabrik (Fabrikasi) dengan perencanaan yang sangat teliti.
Bahan Struktur 1.
Pipa Baja
2.
Baja Profile
3.
Kayu
4. 5.
Simpul Bola Baja Pelat Baja
Penyaluran Beban
Beban disalurkan secara ruang (tiga dimensi) oleh titik buhul berupa gaya tekan atau gaya tarik. Beban tersalur melalui batang – batang – batang batang didalam ruang pada rangka ruang
Gambar Beban Tersalur Sumber: Desain Struktur Dalam Arsitektur
I. 1.1
TIPE-TIPE TRUSS
Berikut ini tipe-tipe Plane Truss :
1. Pratt Truss
2. Vierendeel Truss
3. King Post Truss
4. Town’s lattice truss
2.1
Berikut ini jenis-jenis j enis-jenis sistem Space Truss :
Node pada space truss dikembangkan oleh setiap perusahaan konsultan dan fabrikasi. Berikut ini beberapa jenis node pada space truss : 1. Sistem Mannesmann Dengan menggunakan pipa-pipa bulat dan sama besar, panjangnya disesuaikan dengan kebutuhan dan penghubungan dengan pipa-pipa yang lain pada arah yang dibutuhkan. Sangat variabelnya dalam pemakaian, pemaka ian, sesuai dengan maksud yang dibutuhkan. Kekurangan dari sistem ini antara lain terbatasnya gaya dukung dari pipa-pipa di bagian sambungan. Kelemahan statiknya ialah bahwa hubungannya eksentrik sehingga menimbulkan momen tambahan. Konstruksi ini masih belum mendapat tempat di antara arsitek-arsitek karena kurang rapinya hubungan. Selama in, dipakai sebagai steger saja karena montagebility dan flexibility yang baik.
2. Sistem Mero Sedikit variasi dalam panjangnya batang yang dihubungkan dengan sekrup pada suatu simpul yang khusus dan dihubungkannya garis-garis as berternu pada satu titik. Setiap simpul hanya memungkinkan kedelapan belas buah batang yang saling menumpu tegak lurus dan batang-batang yang di antaranya yang bersudut 45° . Struktur yang terjadi berbentuk geometris yang disiplin. Kombinasi-kombinasi yang menarik kadang-kadang dapat disaksikan pada bangunan pameran. Secara statika kemungkinan-kemungkinan terbatas, juga pada satu simpul batang yang dapat disambungkan. Batas kemampuan mendukung ditentukan oleh gaya dukung maksimum dari momen-momen batang.
Gambar Sistem Mannesmann dan Sistem Mero Sumber : Bentuk : Bentuk Struktur Struktur Bangunan Dalam Dalam ARSITEKTUR ARSITEKTUR MODERN MODERN
3. Sistem Unistrud Berbentuk sebagai gelagar yang batang-batangnya mengarah ke banyak jurusan dan mempunyai tinggi konstruksi 1 meter. Simpul dibuat dari lempengan pelat yang dibentuk menurut arah batang yang disekrupkan padanya. Kemungkinan Kemungkinan mendukung dari sistem dihitung secara empiris. Dapat dicapai daya muat kira-kira 300 kg/m- pada ukuran jarak kolom 12,5 m X 12,5 m. Suatu pembesaran pembesara n ruang menjadi 15 m X 15 m masih mungkin dilakukan. Cara empiris menunjukka menunjukkan n sukarnya mengadakan perhitungan secara analitis, dan bentuk kolom yang membesar pada ujung atas membuktikan membuktika n sukarnya mengumpulkan gaya itu pada ujung-ujungnya. Pengecilan pada bagian bawah kolom meminta syarat-syarat yang, tinggi dari batang. Beberapa contoh disain yang memakai sistemsistem tadi telah dibuat. Mies v.d. Rohe telah membuat colliseum di Chicago tahun 1953 dengan memakai prinsip yang sama seperti unistrud. Tinggi konstruksi 9 meter dan tinggi seluruh bangunan 36,5 meter sedangkan luasnya 220 m2. Sistem unistrud dipakai hanya untuk ukuran-ukuran yang sangat besar.
Gambar Sistem Unistrud Sumber : Bentuk : Bentuk Struktur Struktur Bangunan Dalam Dalam ARSITEKTUR ARSITEKTUR MODERN MODERN
4. Sistem Takenaka (Gambar 6.1 dan 6.2) 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 tekan dan batang-batang pada bidang bawah bawah menerima menerima gaya tarik.
Gambar Sistem Mannesmann dan Sistem Mero Sumber : Bentuk : Bentuk Struktur Struktur Bangunan Dalam Dalam ARSITEKTUR ARSITEKTUR MODERN MODERN
II.
KELEBIHAN & KEKURANG K EKURANGAN AN
1. Estetika Space truss yang terdiri dari pipa-pipa dan bola sebagai penghubung merupakan suatu sistem yang unik, indah dibandingkan dengan sistem konvensional. 2. Fleksibel Dengan sistem desain dengan autocad 3 dimensi, space truss dapat didesain mengikuti bentuk atap lengkung, baik lengkung 1 arah maupun 2 arah. 3. Presisi Desain dan produksi component space truss melalui proses komputerisasi, menjamin ketelitian hasil produksi. 4. Mudah dalam pemasangan Karena dapat diangkat dengan tenaga manusia, tidak memerlukan peralatan khusus untuk merangkai, hanya saat pemasangan membutuhkan alat khusus. 5. Hemat Energi Menyerap ultraviolet 100%, tetapi tidak panas dalam ruangan.
III.
JENIS TUMPUAN
1. Tumpuan titik (kolom biasa, kolom rangka ruang) 2. Tumpuan menerus (dinding pemikul, dinding rangka ruang)
Gambar Beban Tersalur Sumber: Desain Struktur Dalam Arsitektur
