space frame

STRUKTUR RANGKA RUANG

(SPACE FRAME)

Pengertian Space Frame (Rangka ruang)

Kerangka ruang ( space frame) adalah tiga dimensi yang mencakup sistem diikat dalam dua

arah dimana anggota berada dalam ketegangan atau kompresi saja. Sedangkan istilah

bingkai mengacu pada struktur dengan sambungan kaku, istilah space frame seperti yang

sering digunakan meliputi koneksi terjepit dan kaku. sebagian besar terdiri dari kerangka

ruang identik, modul berulang, dengan sejajar lapisan atas dan bawah (yang sesuai dengan

akord truss).

Sementara ruang geometri frame bisa sangat beragam (Pearce, 1978; Borrego, 1968), ada

yang setengah oktahedron (empat sisi piramida) dan tetrahedron ( tiga sisi piramida ) modul

polyhedral digunakan secara luas untuk bangunan (gambar 5.1). Meskipun sering

digunakan untuk menutupi ruang besar dengan atap datar horizontal, rangka ruang

disesuaikan untuk berbagai konfigurasi, termasuk dinding dan atap miring serta

melengkung.

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir Joni Hardi MT

TEKNOLOGI BANGUNAN IV 1

Kedalaman kerangka ruang serendah 3 persen bentangan dimungkinkan, namun

kedalaman yang paling ekonomis adalah sekitar 5 persen dari bentangan atau 11 persen

dari rentang penopang. Ukuran modul yang paling ekonomis adalah antara 7 dan 14 persen

dari rentang waktu, dengan mempertimbangkan bahwa jumlah anggota (dan biaya tenaga

kerja) akan naik secara dramatis sebagai ukuran modul berkurang (Gugliotta, 1980).

Kedalaman Space frame kurang dari sistem yang sebanding gulungan (yang mencakup

arah utama) dan purlins (balok atau gulungan kecil yang membentang ke arah yang

berlawanan) (gambar 5.2).

Perbandingan ruang frame dan truss-sistem purlin. (a). bingkai bingkai ruang tiga-dimensi

dan Spanyol dua (atau lebih) arah. (b). Sebaliknya, truss dasarnya curlin kombinasi dua

dimensi dan span dalam satu arah pada satu waktu.

Kerangka ruang yang efisien dan aman struktur di mana beban yang didukung sebagian

oleh masing-masing chord dan anggota sebanding dengan kekuatan masing-masing.

Beban yang diterapkan akan perjalanan oleh stiffest rute ke berbagai mendukung, dengan

sebagian besar beban di sekitar detouring anggota lebih fleksibel. Stabilitas space frame

tidak terpengaruh oleh penghapusan beberapa anggota, yang akan menghasilkan kekuatan



sekitar rerouting dari kesenjangan yang dihasilkan, dengan sisa berbagi anggota pasukan

tambahan secara adil sebanding dengan kekakuan atau kekuatan mereka. Kelebihan ini

adalah alasan bingkai ruang yang relatif stabil dan aman, bahkan ketika kelebihan beban

(gugliota, 1980).

Bahkan dengan kelebihan ini, kegagalan beberapa bingkai ruang spektakuler telah terjadi.

300 ft (90 mx 110 m) bingkai ruang atap pusat perkantoran Hartford (1972; Hartford, CT;

Vincent kling, arsitek: faroli, blum, dan yeselman, insinyur struktur) semakin runtuh. Dimulai

dengan perimeter tekuk dari anggota yang di sini tidak cukup silang menguatkan (retribusi

dan Salvadori, 1992). Secara historis, ruang multilayer bingkai berevolusi langsung keluar

dari pesawat gulungan dari abad kesembilan belas. Tahun 1881). Foppl Agustus

menerbitkan risalah ruang bingkai, yang membentuk dasar bagi Gustave Eiffel's analis untuk

menara paris (meskipun sebenarnya menara Eiffel terdiri dari pesawat majelis gulungan).

Allexander graham bel secara luas diakui sebagai penemu bingkai ruang dan mencuci sibuk

dengan bentuk tetrahedral untuk memperoleh kekuatan dengan minimum berat material

sebagai bagian dari penelitian untuk mengembangkan struktur yang cocok untuk

penerbangan. Ruang awal termasuk struktur kerangka layangan, penahan angin, dan

sebuah menara (Schueller, 1996).

Dua perkembangan penting dalam rangka ruang terjadi di awal 1940-an. pada tahun 1942,

Charles Attwood develoved dan mempatenkan sistem unistrut, yang terdiri dari baja stamfed

node (konektor) dan anggota (Wilson, 1987). Pada tahun 1943, sistem Mero pertama

ditemukan dan diproduksi oleh Dr Ing. Max Mengeringhausen, terdiri dari pipa baja runcing

member yang sekrup baja bulat bening (Borrego, 1968). Khususnya, sistem akan terus

diproduksi hari ini.

Karena susunan anggota kerangka ruang adalah tiga-dimensi, simpul yang bergabung

secara inheren ini kompleks. Mencakup kecil, simpul dapat dicap keluar dari pelat baja dan

berlari sampai ke ujung anggota. Anggota ini biasanya penampang persegi panjang dalam

memfasilitasi lampiran penghiasan sederhana, langit lampu, kaca, dan komponen lainnya.

Agar cakupannya lebih besar, jenis Mero-system dengan anggota tubular padat berbentuk

bola disekrupkan ke simpul adalah lebih umum. Selain mampu mencakup sampai dengan

650ft (200 m), simpul berbentuk bola padat ini memungkinkan tabung diameter dan

ketebalan dinding yang akan divariasikan pada kekuatan devending hadir dalam setiap



anggota. Perusahaan lain (misal, Unistrut) sekarang pembuatan sistem serupa berdasarkan

mengeringhausen desain asli.

Karena ruang geometri kompleks koneksi dan kekuatan yang relatif besar hadir di sana,

baja dan alumunium adalah bahan yang paling sering digunakan. Bagaimana pernah, ruang

frame telah dibangun dari kayu (misalnya, atap di atas digunakan untuk aplikasi interior

nonstruktural. Dapat dilihat beberapa contoh sambungan pada space frame.



Gasistem unistrut adalah fabrikasi dari baja tekan komponen yang berlari bersama-sama dan cocok untuk rentang pendek. Semua elemen yang dipakai mempunyai panjang yang sama, elemen ini disatukan dengan alat perakit yang sama. Pada gambar disamping adalah alat perakit dari pelat lipat.

Rinci titik simpul dari sistem ‘Triodetic’ Fenriman. Batang pipa dipipihkan ujungnya, dipotong menurut sudut yang sesuai, kemudian dipaksa masuk kedalam celah bergerigi. Sistem ini menyatukan dua keuntungan: pemasangan yang mudah dan daya tahan yang besar.

(a) Unistrut System



Mero KK-bola sistem node terdiri dari anggota berbentuk tabung yang berbentuk bola padat sekrup ke node dan cocok untuk rentang lagi.

Menurut sistem ‘Oktaplatte’ perakitan batang rusuk bagian bawah dari sebuah kisi segitiga, dilaksanakan dengan las.

(d) Oktaplatte System

(c) Merro System

(b) Triodetic System

Pendukung

Jika sebuah ruang bingkai didukung oleh kolom (cantilevered dari tanah untuk stabilitas

lateral) di sejumlah titik, kekuatan-kekuatan di sekitar anggota dukungan yang jauh lebih

besar dibandingkan dengan anggota lain. Kekuatan yang lebih besar ini dapat berkerut

accomomodated oleh di salib bagian dari anggota dekat dukungan.

Ruang bingkai memerlukan minimal tiga mendukung untuk menjadi stabil, meskipun

sebagian besar memiliki setidaknya empat mendukung. Umumnya, semakin banyak ruang

mendukung frame tersebut, yang lebih efisien akan mencakup struktur. Sebagai contoh,

anggota maksimum gaya dalam bingkai ruang persegi dengan batas kontinu mendukung

hanya 11 persen dari desain yang sebanding dengan hanya empat sudut mendukung.

Selanjutnya, berkisar antara kekuatan maksimum dan minimum akan Sejalan kurang. Dan

semakin sempit berkisar antara maksimum dan minimum anggota pasukan, yang lebih

standar dan seragam para anggota dapat dan, karena itu, para anggota lebih ekonomis

ukuran dan koneksi (Gugliotta, 1980). Namun, tabungan tersebut dapat diimbangi oleh

kolom tambahan dan biaya dasar.



Space frame mendukung: (a) sudut, dan (b) perimeter. Perimeter mendukung sangat

mengurangi kekuatan maksimum dalam anggota di kolom tambahan biaya dan fondations.

Untuk sistem yang hanya menggunakan anggota identik dengan jumlah terbatas kolom,

stres pada mendukung dapat dikurangi dengan mendistribusikan dukungan reaksi atas

sejumlah besar anggota. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan kisi treelike kolom

untuk mendukung frame di beberapa sendi (Gambar 2.7).

Jenis – jenis penyambungan kolom pada space frame

Penyambungan kolom pada rangka ruang sangat beragam, ada yang column point support,

inverted pyramid, dan crossed beam.



Kelebihan & kekurangan space frame

Kelebihan dari rangka ruang yaitu :

-Tidak ada pembalokkan

-Penyaluran gaya melalui batang-batang

-Konstruksi lebih ringan

-Membentuk segitga, sehingga merupakan bentuk yang stabil

-Pengulangan bentuk

-Dll

Kekurangan dari rangka ruang yaitu :

-Perhitungan lebih rumit

-Perakitan lebih lama dan mahal

-Dll



space frame

Documents