STRUKTUR BENTANG LEBAR

Rangka ruang adalah komposisi/susunan batang batang yang dirangkai satu sama lainnya

melalui sambungan tertentu, sehingga membentuk satu kesatuan yang kaku

Diktat kuliah teknologi bangunan II

Masing-masing batang memikul gaya tekan atau gaya tarik yang sama, sehingga merupakan

unit-unit (modul)dengan bentuk piramida terbalik (half oktahedran) atau bentuk tetahedran,

atau bentuk lainnya.

GAMBAR- GAMBAR

Sistem penyambung batang sendi

A. Cara unistrud

Batang-batang dari profil baja yang disambung dengan las atau baut pada pelat baja

GAMBAR

B. Cara mannesmann

Batang pipa yang sama besar pemasangannya disesuikan dengan kebutuhan sehingga

dapt menimbulkan momen pada titik saimpul tersebut

GAMBAR

C. Cara mero

Batang-batang terdiri dari pipa-pipa baja bulat yang disambug dengan skruppada

sendi berbentuk bola sehingga tidak menimbulkan momen pada sendi tersebut

GAMBAR

D. Cara takenaka

Batang batang terdiri dari baja plat yang berbentuk half octahedran atau tetrahedran

yang di gabung dengan baut

GAMBAR

Tata letak kolom

Terdapat dua macam kolom pendukung

A. Kolom pendukung sudut

B. Kolom oendukung pinggir

Makin banyak kolom pendukung makin berkurang tegangan yang terjadi di batang

batang

GAMBAR

Bentuk sambungan antara kolom pendukung dan rangka ruang

Ada 3 macam

A. Sambungan langsung (pada salah satu titik simpul

B. Sambungan melalui piramida terbalik

C. Sambungan melalui balok yang tertump pada ririk simpul

STRUKTUR BIDANG LIPAT (FOLDED PLATE STRUCTURE)

Merupakan bentuk yang terjadi dari lipatan bidang-bidang datar, yang mempunyai kekakuan

dan kekuatan pada keseluruhan bentuk itu sendiri.

- Tipologi bentuk struktur bidang lipat

1. Pelat Lipat Bidang Rata (Folded Plate Surfaces)

a. Bentuk linier dan radial

b. Bentuk kombinasilinier dan radial

c. Bentuk kombinasi yang ditekuk

2. Pelat lipat bentuk rangka/portal (folded plate frames)

a. Bentuk menerus/jepit (continuous)

b. Bentuk dua tumpuan (two hinged)

c. Bentuk tiga tumpuan/tiga sendi (three

hinged)

3. Pelat lipat bentuk Barrel (folded plate barrel)

4. Pelat lipat bentuk dome/kubah (folded plate

dome)

5. Pelat lipat bentuk piramida (pyramidal folded plate)

6. Pelat lipat bentuk polihedral (polyhedral folded

plate)

7. Bentuk kombinasi (combinations)

- Pengaruh gaya/ pembebanan terhadap pelat lipat

Sema kin kecil sudut lipat yang dibuat, semakin kecil kekuatan pelat lipat tersebut

dan panjang bentang juga kecil

Sebaliknya semakin besar sudut lipat semakin besar pula kekuatan pelat lipat,

tetapi bahan jadi boros. Yang paling dianggap efisien adalah jika sudut lipat

besarnya 45 derajat

- Penstabilan struktur pelat lipat

Akibat gaya/beban, struktur pelat lipat bisa saja akan berubah bentuknya. Untuk

menjaga agar tidak terjadi perubahan bentuk tersebut, perlu ada usaha penstabilannya.

Ada dua cara penstabilan, yaitu:

1. Membuat pengaku (stiffener) pada arah memanjang struktur

Pelat lipat (longitudinal direction) seperti terlihat pada gambar sketsa dibawah:

a. Mempertebal sudut pelat sepanjang pelat lipat

b. Membuat balok atau rangka batang memanjang pelat

c. Membuat rangka kaku/portal sepanjang pelat lantai

d. Membuat dinding pemikul sepanjang pelat lipat

2. Membuat pengaku (stiffener) pada arah melintang pelat (transverse direction)

a. Menggunakan balok portal yang mengikat ujung-ujung pelat lipat

b. Menggunakan rangka balok penguat sepanjang pelat.

c. Menggunakan dinding pengisi (diaphragma) pada kedua ujung pelat lipat

Arah memanjang pelat Arah melintang pelat

v STRUKTUR CANGKANG/SHELL

adalah pelat yang melengkung ke-satu arah, atau dua arah, atau lebih yang mempunyai

ketebalan pelat yang jauh lebih kecil dibanding dengan lebar batang bangunannya.

Tipologi bentuk cangkang/shell dapat dikelompokkan menjadi :

a. Lengkung tunggal (arch)

Terdapat beberapa macam bentuk/tipe lengkung tunggal :

Segmental/berbuku-buku, Flat/rata, Roman, dan Gothic.

b. Lengkung silindris (vault/barrel)

Kalau lengkung tunggal merupakan lengkung 2 dimensi, maka lengkung silindris

adalah lengkung tunggal yang 3 dimensi.

Ada 3 bentuk lengkung silindris/vault :

(a) Barrel (b) Catenary (c) Pointed/runcing

c. Lengkung rotasi (dome/kubah)

Terdapat beberapa bentuk lengkung rotasi dome/kubah:

(a) Lengkung bola setengah bola

(b) Lengkung kubah tinggi/ parabolis

(c) Lengkung bola ellips

Disamping bentuk-bentuk tersebut, maka lengkung rotasi mempunyai bentuk-bentuk

yang canggih:

(d) Permukaan bidang kronis

(e) Permukaan bidang torus

d. Lengkung bebas (Paraboloid/hiperbolik,konoidal,dsb)

Arah reaksi pada struktur cangkang:

1. Gaya dan reaksi gaya pada lengkung tunggL

a. Sudut @ kecil, gaya menjadi besar

b. Sudut @=45 derajat, Reaksi gaya seimbang

c. Sudut @ besar, gaya dan reaksi kecil

Semakin kecil sudut alpha semakin besar gaya yang ditimbulkan.

2. Gaya dan reaksi nya pada lengkung silindris/Barel

Ada tiga cara penyaluran gaya-gaya pada barel :

(a) Kalau ada balok pengaku pada kedua ujung barel, maka gaya-gaya beban pada

pelat diteruskan kepada balok pinggir, diteruskan ke kolom.

(b) Kalau terdapat balok antara kedua ujung barel maka gaya melalui balok

diteruskan ke kolom.

(c) Kalau pendukung barel adalah dinding menerus, maka gaya tersebut melalui

dinding diteruskan langsung ke pondasi.

Penstabilan struktur Cangkang

Persyaratan keamanan pada bangunan, maka struktur harus kuat, kaku, dan stabil.

1) Penstabilan pada lengkung tunggal / arch

Pada kedua ujung lengkung harus ada penahan/ganjal. Supaya penahan tersebut tidak

bergerak, maka ganjal harus diikat. Salah satu cara adalah dengan mengikat dengan

beton pra tegang (tarik).

2) Penstabilan pada lengkung silindris/barek

Cara 1 : Pemasangan tulangan beton dengan tepat. (Garis titik-titik daerah tarik,

sedangkan garis lurus biasa adalah daerah tekan, kedua tulangan tersebut saling tegak

lurus.)

Cara 2 : Memasang penahan (rangka beton atau dinding masif) pada kedua ujung

barel, dan membuat balok memanjang sepanjang barel tersebut.

Cara 3 : Cara roman, dinding dipertebal atau diberi kolom penguat pada jarak-jarak

tertentu, dan cara gothik yaitu kolom-kolom tambahan diluar barel.

3) Penstabilan pada Dome / kubah

Cincin beton yang mengelilingi bagian bawah kubah.

Contoh Kasus Struktur Cangkang/Shell :

1. Auditorium (Walter gropius)

Bangunan ini banyak menampilkan elemen-elemen struktur dalam

estetikanya :Lengkung tunggal diatas stage berfungsi memikul balook untuk

menghindari adanya tiang pada stage, dan sekaligus balok tersebut berfungsi memikul

sebagian barel. Bentuk barel disesuaikan dengan denah auditorium, yaitu bentuk

kipas.

2. Ruang sidang utama MPR/DPR

3. Kresgo Auditorium di Cambridge

Menggunakan sistim lengkung tunggal pada ketiga sisi yang di tumpu di 2 titik

tumpu, kemudian pada ketiga arch tersebut atap dengan sistim lengkung rotasi dari

bahan beton tulang tebal 8,7 cm sampai dengan 50cm.

TENTS (TENDA)

TENTS : Juga memiliki 2 arah berlawanan,tapi iya memiliki penutup seperti membrane.

Perbedaan dari TENTS dengan CATENARY CABLE : Merupakan fariasi dari struktur

Catenary Cable,memiliki Cable dengan lapisan penutup membrane yang juga structural. Dan

membutuhkan cable-cable untuk dapat merentangan lapisannya.

DOUBLE CABLE : Tanpa membrane bisa berdiri (tanpa membrane struktur tetap lengkap)

DOUBLE TENTS : Tanpa membrane akan runtuh (apabila tidak ada strukturnya yang tidak

lengkap). Membran dan Cable menyatu.

Rentangan lebih besar maka akan di bantu oleh Cable penopang.

EXTERNAL TENTS (Tiang di luar)

EXTERNAL TENTS

SUSPENSI CABLE

TIANG DAN CABLE SUSPENDID ADA DI DALAM

CATENARY CABLES

Funicular Curves : Lengkungan yang elastic

CATENARY : Bentuk dari kabel tidak terbebani dan memiliki bebean sendiri/ beban yang

terjadi seragam pada kabel itu sendiri. Muatan kabel hanya terpusat oleh baban cable itu

sendiri.

CARENARY THRUST (Dorong) : Makin kecil SAGnya,makin besar Thrustnya (gaya

dorongnya).

SAG : Kedalaman lendutan pada kabel.

Kesimpulan dari gambar gaya a,b,dan c adalah : bahwa RX sangat mempengaruhi besar

hasilnya SAG.

Pada struktur CATENARY CABLE memiliki perbandingan seperti 1 : 8 sampai 1 : 10

Maksudnya adalah :

1 : Vertikal pada SAG (tinggi vertical) 1 meter

2 : Lebar bentangan pada kabel 8 meter

Jarak pembebanan pada kabel itu sendiri tidak sama.

CATENARY CABLES

A. SINGLE CURVATURE : Terdiri dari 2 atau lebih bentuk Catenary Cable pararel

yang merentang dengan tiang pendukung primer.

Seperti contoh : digunakan pada pembuatan jembatan dan sebagai lengkung yang

membelok untuk atap.

B. DOUBLE CABLE : Untuk Double cable sama bentuknya dengan Single

Cable,namun ada penambahan pada Cable yang bentuknya melendut ke atas.

Fungsinya untuk penahan angin.

C. DOUBLE CURVATURE : Merupakan ANTIKLASTIK ( Arah

berlawanan ),sehingga terdapat 2 arah Cable yang berbeda.

Diantaranya :

a. SUSPENSION CABLE : Searah dengan arah bentang.

Fungsi : untuk menahan beban.

b. STABILIZE CABLE : Tegak lurus dengan arah bentang.

Fungsi : untuk menahan beban angin.

SINGLE CURVATURE

DOUBLE

DOUBLE CURVATURE