SISTEM STRUKTUR YANG DIGUNAKAN A
SISTEM STRUKTUR YANG DIGUNAKAN
Definisi Struktur Bentang Lebar
Bangunan bentang lebar merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan ruang bebas
kolom yang selebar dan sepanjang mungkin. Bangunan bentang lebar biasanya digolongkan
secar umum menjadi 2 yaitu bentang lebar sederhana dan bentang lebar kompleks. Bentang lebar
sederhana berarti bahwa konstruksi bentang lebar yang ada dipergunakan langsung pada
bangunan berdasarkan teori dasar dan tidak dilakukan modifikasi pada bentuk yang ada.
Sedangkan bentang lebar kompleks merupakan bentuk struktur bentang lebar yang melakukan
modifikasi dari bentuk dasar, bahkan kadang dilakukan penggabungan terhadap beberapa sistem
struktur bentang lebar.
Sumber : http://yell-art.blogspot.co.id/2011/05/struktur-bentang-lebar.html
Struktur ini merupakan struktur yang terdiri dari rangka batang-batang dan saling
berhubungan satu sama lain, biasanya struktur tersebut membentuk segitiga yang statis 2 dimensi
( contoh seperti kuda-kuda). Dimana untuk menghubungkan batang-batang tersebut harus
menggunakan sistem joint. Jenis-jenis sistem joint tersebut adalah :
- Sistem Mero
- Sistem Oktaplate
- Sistem Mannesman
- Sistem Unistrut
- Sistem Tridome
- Sistem Triodetik
- Sistem Conrad Wachsman
Bulk Active Structure System
Beam System
Struktur yang dibentuk dengan cara meletakkan elemen kaku horisontal di atas elemen kaku
vertikal. Elemen horizontal (balok) memikul beban yang bekerja secara transversal dari
panjangnya dan menyalurkan beban tersebut ke elemen vertikal (kolom) yang menumpunya.
Kolom dibebani secara aksial oleh balok, dan akan menyalurkan beban tersebut ke tanah. Balok
akan melentur sebagai kibat dari beban yang bekerja secara transversal, sehingga balok sering
disebut memikul beban secara melentur. Kolom tidak melentur ataupun melendut karena pada
umumnya mengalami gaya aksial saja. Pada suatu bangunan struktur balok dapat merupakan
balok tungga di atas tumpuan sederhana ataupun balok menerus. Pada umumnya balok menerus
merupakan struktur yang lebih menguntungkan dibanding balok bentangan tunggal di atas dua
tumpuan sederhana.
Vector Active Structure System
1. Flat Truss System (rangka batang bidang)
Susunan elemen-elemen linear yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga yang secara
keseluruhan berada di dalam satu bidang tunggal.
2.Curved Truss System
Merupakan kombinasi dari struktur rangka batang rata yang membentuk lengkungan. Sistem
struktur rangka bentang lengkung ini sering disebut juga sistem fame work. Sistem ini dapat
mendukung beban atap smpai denganbentang 75 meter, seperti pada hanggar bangunan pesawat,
stadion olah raga, bangunan pabrik, dll.
3. Space Truss System (rangka batang ruang)
Susunan elemen-elemen linear yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga yang secara
keseluruhan membentuk volume 3 dimensi (ruang).Sering disebut juga sebagai space frame.
Space frame atau sistem rangka ruang adalah sistem struktur rangka tiga dimensi yang
membentang dua arah, di mana batang-batangnya hanya mengalami gaya tekan atau tarik saja.
Sistem tersebut merupakan salah satu perkembangan sistem struktur batang.
Struktur rangka ruang merupakan susunan modul yaang diatur dan disusun berbalikan antara
modul satu dengan modul lainnya sehingga gaya-gaya yang terjadi menjalar mengikuti modulmodul yang tersusun. Modul ini satu sama lain saling mengatkan, sehingga sistem struktur ini
tidak mudah goyah.
SPACE BEAMS DESIGN
Umumnya rentang panjang menghasilkan ruang internal bebas kolom yang fleksibel,
mengurangi biaya substruktur, dan mengurangi ereksi baja. Ragam manfaat ini berarti mereka
umumnya menemukan beragam jenis bangunan. Keuntungan dan kerugian masing-masing solusi
individual dirangkum di bawah ini, sehingga perancang dapat menilai keuntungan yang
ditawarkan oleh solusi tertentu sehubungan dengan driver untuk proyek tertentu, untuk
mengidentifikasi solusi yang paling tepat dan hemat biaya.
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Desain balok panjang
Penggunaan balok panjang menghasilkan berbagai manfaat, termasuk ruang internal
bebas kolom yang fleksibel, mengurangi biaya pondasi, dan mengurangi ereksi baja.
Banyak solusi span panjang juga disesuaikan untuk memudahkan integrasi layanan tanpa
meningkatkan kedalaman lantai secara keseluruhan.
Rancangan balok komposit baja bentang panjang dan balok baja (baja-beton) umumnya
dilakukan sesuai dengan BS 5950 [1], BS EN 1993 [2] atau BS EN 1994 [3]. Untuk
beberapa jenis balok, panduan yang dikodifikasi ini dilengkapi dengan panduan desain
spesifik, seperti pada desain balok dengan bukaan web yang besar (lihat SCI P355), atau
informasi produsen. Panduan spesifik seperti itu biasanya didasarkan pada pengujian
ekstensif terhadap produk tertentu, dan sering disajikan dalam bentuk perangkat lunak
perancangan.
opsi balok rentang panjang
Solusi yang dijelaskan di bawah ini disajikan dalam rangka meningkatkan kemampuan
spanning, dengan beberapa tumpang tindih antara opsi. Tujuannya adalah untuk
menyajikan berbagai solusi. Sejauh ini jenis balok yang paling umum digunakan saat ini
adalah balok-balok pelat, dan balok dengan bukaan web (apakah itu bagian seluler,
dibuat, atau digulung). Banyak solusi memanfaatkan manfaat konstruksi komposit, yang
menawarkan kekuatan dan kekakuan yang cukup besar di atas alternatif baja yang
telanjang.
Paralel beam approach
Pendekatan balok paralel efektif untuk bentang hingga sekitar 14 m. Grid lantai terdiri
dari dua lapisan balok kontinyu yang berjalan dalam arah ortogonal. Layanan yang
berjalan di kedua arah dapat diintegrasikan dalam dua lapisan ini, sehingga layanan yang
melintas ke segala arah dapat diakomodasi dalam kedalaman lantai struktural. Manfaat
lebih lanjut adalah bahwa, dengan sepenuhnya terus menerus, kedalaman balok sendiri
berkurang tanpa menimbulkan biaya dan kompleksitas koneksi kekuatan penuh dan kaku.
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Gambar di atas menunjukkan lantai komposit dengan menggunakan pendekatan balok
paralel. Petunjuk khusus mengenai disain bentuk konstruksi ini diberikan dalam SCI
P074. Ini didasarkan pada BS 5950 [1] namun prinsipnya dapat diterapkan secara sama
pada desain Eurocode.
Integrasi layanan dengan seluler balok
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Bukaan web biasanya terbentuk di balok untuk memungkinkan layanan melewati balok.
Hal ini memungkinkan zona struktural dan layanan untuk menempati ruang yang sama,
sehingga mengurangi kedalaman keseluruhan konstruksi lantai secara efektif untuk
kemampuan rentang yang ada. Bukaan juga bisa dibentuk untuk alasan estetika, misalnya
dengan balok-balok yang digunakan untuk menopang atap. Balok komposit dengan
bukaan web telah terbukti menjadi solusi biaya efektif untuk rentang 10 sampai 16 m.
Jenis berkas komposit tertentu dengan bukaan web adalah balok seluler yang disebut,
yang dibentuk dengan cara tertentu dan oleh karena itu dijelaskan secara terpisah di
bawah ini. Cara alternatif untuk membentuk bukaan web adalah dengan memotongnya ke
dalam piring yang digunakan untuk membentuk jaring gelagar, atau jaring bagian
digulung. Solusi yang paling tepat untuk diadopsi tergantung pada ukuran, bentuk dan
keteraturan bukaan, atau lebih banyak driver komersial seperti metode yang digunakan
oleh pemasok pilihan. Balok dengan bukaan web tidak ada kekurangan dalam hal ereksi
dan keakraban karena sama dengan balok web solid 'standar'.
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Desain balok dengan bukaan web harus mengenali fakta bahwa bukaan mengenalkan
sejumlah mode kegagalan potensial yang tidak ditemukan di balok web padat. Sekitar
bukaan balok berperilaku sebagai balok Vierendeel, dan tekuk posting web dapat
mengatur perancangan (pos web adalah bagian web yang ditemukan di antara dua bukaan
yang berdekatan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah). Bukaan besar
mungkin memerlukan kekakuan untuk menghindari ketidakstabilan (buckling) dari
posting web.
Modus kegagalan pada bukaan jarak dekat yang rapat
Sinar komposit dengan bukaan web yang kaku
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Gambar di atas menunjukkan balok pelat komposit dengan bukaan web yang kaku.
Panduan desain khusus (SCI P355) dan perangkat lunak dari produsen spesialis tersedia,
berdasarkan program uji ekstensif yang mencakup pengujian api.
Balok seluler dan layanan
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Balok seluler adalah bentuk balok dengan beberapa bukaan web biasa, dibentuk dengan
membelah dua bagian yang digulung secara longitudinal, membentuk dua bagian Tee.
Dua Tees, yang mungkin tidak berasal dari bagian donor yang sama (seperti yang dibahas
di bawah) kemudian dilas bersama untuk membentuk bagian I dengan bukaan web yang
memiliki bentuk karakteristik (biasanya, namun tidak harus, melingkar). Proses yang
digunakan untuk membentuk balok seluler memungkinkan bagian bawah balok akhir
dibentuk dari bagian donor yang lebih berat daripada setengah bagian atas - dengan kata
lain flens bawahnya dapat secara signifikan lebih besar daripada flens atas. Ini masuk
akal ketika, seperti yang sering terjadi, balok-balok itu harus bertindak secara
proporsional dan oleh karena itu flensa beton secara efektif menggantikan flens baja
bagian atas pada keadaan akhir (flens baja bagian atas hanya perlu cukup besar untuk
memenuhi kebutuhan konstruksi dan berfungsi sebagai sebuah platform untuk kancing
geser).
BS EN 1994 [4] menyediakan aturan desain untuk menutupi balok dengan asimetri
(bidang flens baja bagian bawah yang terbagi atas flens atas) sampai tiga. Semakin besar
asimetri semakin berat persyaratan untuk tingkat sambungan geser minimum, yang harus
diperhatikan untuk mencegah slip yang berlebihan antara elemen baja dan beton.
Meskipun balok seluler memiliki bukaan yang teratur, beberapa di antaranya dapat diisi,
dan / atau kaku ditambahkan untuk mengakomodasi fitur lokal seperti balok masuk atau
beban berat. Bukaan ganda (oval) juga dapat disertakan untuk memudahkan saluran udara
yang lebih besar. Panduan desain khusus (SCI P355) dan perangkat lunak tersedia dari
produsen spesialis, berdasarkan program uji ekstensif yang mencakup pengujian api.
Gambar di bawah menunjukkan balok seluler, dengan bukaan web lingkaran biasa, dan
layanan yang berbagi zona lantai bersama.
Girder meruncing
Girder selular meruncing
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Gearers meruncing bisa menjadi solusi biaya efektif dalam rentang rentang 10 m sampai
20 m. Mereka adalah solusi lain yang memungkinkan layanan ditampung di dalam zona
lantai struktural. Kedalaman girder meningkat hingga pertengahan bentang, dimana
momen terapan paling banyak terjadi, dan dengan demikian memudahkan layanan
gantung di bawah daerah dangkal di dekat balok. Hal ini juga memungkinkan untuk
membentuk bukaan web di balok meruncing di daerah dengan geser rendah, ke arah
bentang tengah. Ini memberikan lebih banyak pilihan untuk integrasi layanan.
Panduan desain terperinci tersedia di SCI P059. Meskipun ini didasarkan pada desain ke
BS 5950 [1], prinsip-prinsip tersebut mudah dialihkan ke pendekatan berbasis Eurocode.
Girder meruncing mendukung penghiasan baja.
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Balok rintisan komposit
Perisai Stub adalah bentuk batang Vierendeel, hibrida yang agak eksotis yang dapat
dianggap terbaring di suatu tempat antara bagian web yang padat dan rangka. Akord
dasar biasanya terbentuk dari bagian terbuka dangkal (UC), yang memiliki panjang
pendek (stub) dari bagian I yang lebih dalam (UB). Akor bagian atas, paling tidak pada
keadaan akhir, dibentuk oleh lempeng komposit, dan di situlah letak salah satu
kelemahan dari opsi ini - sampai aksi komposit dengan beton yang disembuhkan tercapai,
balok mungkin memerlukan dukungan / pengekangan sementara. Bagian Tee terbalik
dapat digunakan untuk memenuhi fungsi akord atas saat ereksi. Interaksi komposit
dicapai dengan menempelkan shear stud ke bagian atas stub UB. Jumlah elemen /
permukaan yang terkait dengan stub gelagar dapat meningkatkan biaya proteksi
kebakaran dibandingkan dengan solusi yang lebih sederhana.
Keuntungan besar dari opsi ini adalah rentang yang melebihi 20 m dapat dicapai secara
ekonomi. Layanan dan / atau balok sekunder dapat melewati celah antara balok
bertulang, mengurangi keseluruhan kedalaman konstruksi. Gambar di sebelah kanan
menunjukkan balok rintisan komposit yang mendukung balok sekunder, yang pada
gilirannya mendukung pelat komposit.
Dilengkapi balok komposit
Tonjolan dapat ditambahkan di ujung balok komposit untuk memberikan kontinuitas
sesaat. Kekakuan dan kekuatan koneksi berarti sisa rentangnya bisa lebih dangkal
(diagram momen lentur 'diangkat' dan kekakuan efektif balok meningkat secara
substansial), dan layanan yang dilewati di bawahnya. Di bangunan di mana layanan
cenderung memerlukan penggantian yang sering (misalnya di rumah sakit), menggantung
layanan di bawah balok daripada melewati mereka melalui lubang di jaring, atau melalui
rangka, dapat menguntungkan. Rentang lebih dari 20 m dapat dengan mudah dicapai.
Panduan desain terperinci tersedia di SCI P060. Meskipun ini didasarkan pada desain ke
BS 5950 , prinsip-prinsip tersebut mudah dialihkan ke pendekatan berbasis Eurocode.
Gulungan komposit
Gulungan komposit, yang menggunakan pelat beton sebagai akord bagian atas pada
keadaan akhir, bisa mencapai bentang lebih dari 20 m. Ini berarti mereka telah digunakan
saat kemampuan rentang yang sangat panjang dibutuhkan. Kelemahan utama adalah
bahwa selama tahap konstruksi, truss mungkin agak fleksibel (lateral), dan pada keadaan
akhir biaya proteksi kebakaran bisa tinggi mengingat banyaknya permukaan yang harus
dilindungi. Jelas salah satu harga yang harus dibayar untuk kemampuan pembebasan
adalah biaya fabrikasi lebih tinggi daripada balok biasa. Layanan dapat dilewatkan
melalui celah antara anggota rangka untuk mengurangi kedalaman lantai secara
keseluruhan.
CONTOH BANGUNAN :
Amfiteater Bambu Struktur Ruang / Desain Bambutec
Arsitek
Desain Bambutec
Lokasi
R. Marquês de São Vicente, 225 - Gávea, Rio de Janeiro - RJ, 22451-000, Brasil
Tim
Mario Seixas, João Bina, Patrick Stoffel, José Luiz Mendes Ripper, Luís Eustáquio Moreira,
Khosrow Ghavami, Selma Fraiman, Bruno Lopes Lima
Daerah
200,0 m2
Tahun proyek
2014
Foto
Juan Dias
Deskripsi teks diberikan oleh arsitek. Struktur Ruang Amfiteater Bambu adalah atap
bentuk bebas seluler yang mencakup 17 x 12 meter, dengan luas area 200m². Amfiteater terletak
di tepi Sungai Rainha di sebuah lokasi miring di iklim tropis, yang dibangun di kampus hijau
Universitas Kepausan Katolik Rio de Janeiro, Brasil. Struktur bambu dirancang di atas pondasi
yang sebelumnya dirancang oleh arsitek Carlos Pingarrilho. Desain struktural dikembangkan
melalui metode form-finding, dengan menggunakan model skala fisik dan model komputer
dalam interaksi.
Atap tersebut menerapkan struktur bambu hibrida tekstil yang dibentuk oleh balok lentur
aktif yang mengalami stres sendiri dan grid pantografi tarik, yang menghasilkan permukaan
melengkung ganda, menghindari tekuk anggota struktur. Balok lentur aktif self-stress dan grid
pantografi dikenai beban eksternal sampai batas elastis regangan di balok, menghasilkan struktur
bantalan beban. Strukturnya didirikan dengan mendukung tiang bipod dan menyajikan perilaku
mandiri. Enam tiang pilar sentuh dan jangkar beton bertulang memperbaiki struktur di tanah,
melestarikannya dari kontak langsung kelembaban tanah.
Modul Gridshell dibuang secara terpisah dalam langkah-langkah yang tumpang tindih
dengan jarak 0.5m, memungkinkan sirkulasi udara dan pencahayaan alami. Bingkai ruang
modular menerapkan bentuk akustik tahan dan alami. Permukaan cekung menjaga dan
mendistribusikan suara di dalam ruangan. Atap menggunakan membran akrilik yang
terdeskripsikan, melindungi dari sinar matahari dan hujan. Desainnya terinspirasi dari bentuk
alam. Koneksi fleksibel tekstil dikembangkan, memungkinkan mobilitas dan kecocokan
potongan. Modul struktural yang dapat dilipat menyajikan sifat kinetik seperti yang terlihat pada
tubuh hewan vertebrata. Desain sendi fleksibel yang menggunakan tali poliester dan biokomposit
memungkinkan tekanan mekanis rendah pada anggota struktur, bebas dari tegangan torsi.
Strukturnya dirakit dalam 25 hari kerja, menggunakan teknik kreatif dan desain teknik
dengan dampak lingkungan yang rendah. Modul prefabrikasi mobile, grid pantografi, membran
tekstil dan perangkat pengangkat bergerak dikembangkan. Prosedur perakitan tidak
membutuhkan crane dan alat berat. Struktur yang dibangun juga bisa dibalik sepenuhnya.
Strukturnya menyajikan bobot yang tepat yaitu 1,4 ton, yaitu 7 kgf / m² dan terdiri dari sistem
struktural ultra ringan berbasis bio. Cahaya dan kekuatannya hanya sebanding dengan struktur
komposit modern dari polimer maju. Sejak diresmikan pada tahun 2014, Struktur Ruang
Amfiteater Bambu menyelenggarakan acara, pertunjukan dan ceramah. Amfiteater digunakan
oleh siswa dan staf universitas untuk bersantai, beristirahat dan membaca. Proyek ini mendapat
dukungan finansial dari Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio
de Janeiro, FAPERJ.
Sumber : https://www.archdaily.com/889335/bamboo-amphitheater-space-structure-bambutecdesign
Definisi Struktur Bentang Lebar
Bangunan bentang lebar merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan ruang bebas
kolom yang selebar dan sepanjang mungkin. Bangunan bentang lebar biasanya digolongkan
secar umum menjadi 2 yaitu bentang lebar sederhana dan bentang lebar kompleks. Bentang lebar
sederhana berarti bahwa konstruksi bentang lebar yang ada dipergunakan langsung pada
bangunan berdasarkan teori dasar dan tidak dilakukan modifikasi pada bentuk yang ada.
Sedangkan bentang lebar kompleks merupakan bentuk struktur bentang lebar yang melakukan
modifikasi dari bentuk dasar, bahkan kadang dilakukan penggabungan terhadap beberapa sistem
struktur bentang lebar.
Sumber : http://yell-art.blogspot.co.id/2011/05/struktur-bentang-lebar.html
Struktur ini merupakan struktur yang terdiri dari rangka batang-batang dan saling
berhubungan satu sama lain, biasanya struktur tersebut membentuk segitiga yang statis 2 dimensi
( contoh seperti kuda-kuda). Dimana untuk menghubungkan batang-batang tersebut harus
menggunakan sistem joint. Jenis-jenis sistem joint tersebut adalah :
- Sistem Mero
- Sistem Oktaplate
- Sistem Mannesman
- Sistem Unistrut
- Sistem Tridome
- Sistem Triodetik
- Sistem Conrad Wachsman
Bulk Active Structure System
Beam System
Struktur yang dibentuk dengan cara meletakkan elemen kaku horisontal di atas elemen kaku
vertikal. Elemen horizontal (balok) memikul beban yang bekerja secara transversal dari
panjangnya dan menyalurkan beban tersebut ke elemen vertikal (kolom) yang menumpunya.
Kolom dibebani secara aksial oleh balok, dan akan menyalurkan beban tersebut ke tanah. Balok
akan melentur sebagai kibat dari beban yang bekerja secara transversal, sehingga balok sering
disebut memikul beban secara melentur. Kolom tidak melentur ataupun melendut karena pada
umumnya mengalami gaya aksial saja. Pada suatu bangunan struktur balok dapat merupakan
balok tungga di atas tumpuan sederhana ataupun balok menerus. Pada umumnya balok menerus
merupakan struktur yang lebih menguntungkan dibanding balok bentangan tunggal di atas dua
tumpuan sederhana.
Vector Active Structure System
1. Flat Truss System (rangka batang bidang)
Susunan elemen-elemen linear yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga yang secara
keseluruhan berada di dalam satu bidang tunggal.
2.Curved Truss System
Merupakan kombinasi dari struktur rangka batang rata yang membentuk lengkungan. Sistem
struktur rangka bentang lengkung ini sering disebut juga sistem fame work. Sistem ini dapat
mendukung beban atap smpai denganbentang 75 meter, seperti pada hanggar bangunan pesawat,
stadion olah raga, bangunan pabrik, dll.
3. Space Truss System (rangka batang ruang)
Susunan elemen-elemen linear yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga yang secara
keseluruhan membentuk volume 3 dimensi (ruang).Sering disebut juga sebagai space frame.
Space frame atau sistem rangka ruang adalah sistem struktur rangka tiga dimensi yang
membentang dua arah, di mana batang-batangnya hanya mengalami gaya tekan atau tarik saja.
Sistem tersebut merupakan salah satu perkembangan sistem struktur batang.
Struktur rangka ruang merupakan susunan modul yaang diatur dan disusun berbalikan antara
modul satu dengan modul lainnya sehingga gaya-gaya yang terjadi menjalar mengikuti modulmodul yang tersusun. Modul ini satu sama lain saling mengatkan, sehingga sistem struktur ini
tidak mudah goyah.
SPACE BEAMS DESIGN
Umumnya rentang panjang menghasilkan ruang internal bebas kolom yang fleksibel,
mengurangi biaya substruktur, dan mengurangi ereksi baja. Ragam manfaat ini berarti mereka
umumnya menemukan beragam jenis bangunan. Keuntungan dan kerugian masing-masing solusi
individual dirangkum di bawah ini, sehingga perancang dapat menilai keuntungan yang
ditawarkan oleh solusi tertentu sehubungan dengan driver untuk proyek tertentu, untuk
mengidentifikasi solusi yang paling tepat dan hemat biaya.
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Desain balok panjang
Penggunaan balok panjang menghasilkan berbagai manfaat, termasuk ruang internal
bebas kolom yang fleksibel, mengurangi biaya pondasi, dan mengurangi ereksi baja.
Banyak solusi span panjang juga disesuaikan untuk memudahkan integrasi layanan tanpa
meningkatkan kedalaman lantai secara keseluruhan.
Rancangan balok komposit baja bentang panjang dan balok baja (baja-beton) umumnya
dilakukan sesuai dengan BS 5950 [1], BS EN 1993 [2] atau BS EN 1994 [3]. Untuk
beberapa jenis balok, panduan yang dikodifikasi ini dilengkapi dengan panduan desain
spesifik, seperti pada desain balok dengan bukaan web yang besar (lihat SCI P355), atau
informasi produsen. Panduan spesifik seperti itu biasanya didasarkan pada pengujian
ekstensif terhadap produk tertentu, dan sering disajikan dalam bentuk perangkat lunak
perancangan.
opsi balok rentang panjang
Solusi yang dijelaskan di bawah ini disajikan dalam rangka meningkatkan kemampuan
spanning, dengan beberapa tumpang tindih antara opsi. Tujuannya adalah untuk
menyajikan berbagai solusi. Sejauh ini jenis balok yang paling umum digunakan saat ini
adalah balok-balok pelat, dan balok dengan bukaan web (apakah itu bagian seluler,
dibuat, atau digulung). Banyak solusi memanfaatkan manfaat konstruksi komposit, yang
menawarkan kekuatan dan kekakuan yang cukup besar di atas alternatif baja yang
telanjang.
Paralel beam approach
Pendekatan balok paralel efektif untuk bentang hingga sekitar 14 m. Grid lantai terdiri
dari dua lapisan balok kontinyu yang berjalan dalam arah ortogonal. Layanan yang
berjalan di kedua arah dapat diintegrasikan dalam dua lapisan ini, sehingga layanan yang
melintas ke segala arah dapat diakomodasi dalam kedalaman lantai struktural. Manfaat
lebih lanjut adalah bahwa, dengan sepenuhnya terus menerus, kedalaman balok sendiri
berkurang tanpa menimbulkan biaya dan kompleksitas koneksi kekuatan penuh dan kaku.
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Gambar di atas menunjukkan lantai komposit dengan menggunakan pendekatan balok
paralel. Petunjuk khusus mengenai disain bentuk konstruksi ini diberikan dalam SCI
P074. Ini didasarkan pada BS 5950 [1] namun prinsipnya dapat diterapkan secara sama
pada desain Eurocode.
Integrasi layanan dengan seluler balok
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Bukaan web biasanya terbentuk di balok untuk memungkinkan layanan melewati balok.
Hal ini memungkinkan zona struktural dan layanan untuk menempati ruang yang sama,
sehingga mengurangi kedalaman keseluruhan konstruksi lantai secara efektif untuk
kemampuan rentang yang ada. Bukaan juga bisa dibentuk untuk alasan estetika, misalnya
dengan balok-balok yang digunakan untuk menopang atap. Balok komposit dengan
bukaan web telah terbukti menjadi solusi biaya efektif untuk rentang 10 sampai 16 m.
Jenis berkas komposit tertentu dengan bukaan web adalah balok seluler yang disebut,
yang dibentuk dengan cara tertentu dan oleh karena itu dijelaskan secara terpisah di
bawah ini. Cara alternatif untuk membentuk bukaan web adalah dengan memotongnya ke
dalam piring yang digunakan untuk membentuk jaring gelagar, atau jaring bagian
digulung. Solusi yang paling tepat untuk diadopsi tergantung pada ukuran, bentuk dan
keteraturan bukaan, atau lebih banyak driver komersial seperti metode yang digunakan
oleh pemasok pilihan. Balok dengan bukaan web tidak ada kekurangan dalam hal ereksi
dan keakraban karena sama dengan balok web solid 'standar'.
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Desain balok dengan bukaan web harus mengenali fakta bahwa bukaan mengenalkan
sejumlah mode kegagalan potensial yang tidak ditemukan di balok web padat. Sekitar
bukaan balok berperilaku sebagai balok Vierendeel, dan tekuk posting web dapat
mengatur perancangan (pos web adalah bagian web yang ditemukan di antara dua bukaan
yang berdekatan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah). Bukaan besar
mungkin memerlukan kekakuan untuk menghindari ketidakstabilan (buckling) dari
posting web.
Modus kegagalan pada bukaan jarak dekat yang rapat
Sinar komposit dengan bukaan web yang kaku
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Gambar di atas menunjukkan balok pelat komposit dengan bukaan web yang kaku.
Panduan desain khusus (SCI P355) dan perangkat lunak dari produsen spesialis tersedia,
berdasarkan program uji ekstensif yang mencakup pengujian api.
Balok seluler dan layanan
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Balok seluler adalah bentuk balok dengan beberapa bukaan web biasa, dibentuk dengan
membelah dua bagian yang digulung secara longitudinal, membentuk dua bagian Tee.
Dua Tees, yang mungkin tidak berasal dari bagian donor yang sama (seperti yang dibahas
di bawah) kemudian dilas bersama untuk membentuk bagian I dengan bukaan web yang
memiliki bentuk karakteristik (biasanya, namun tidak harus, melingkar). Proses yang
digunakan untuk membentuk balok seluler memungkinkan bagian bawah balok akhir
dibentuk dari bagian donor yang lebih berat daripada setengah bagian atas - dengan kata
lain flens bawahnya dapat secara signifikan lebih besar daripada flens atas. Ini masuk
akal ketika, seperti yang sering terjadi, balok-balok itu harus bertindak secara
proporsional dan oleh karena itu flensa beton secara efektif menggantikan flens baja
bagian atas pada keadaan akhir (flens baja bagian atas hanya perlu cukup besar untuk
memenuhi kebutuhan konstruksi dan berfungsi sebagai sebuah platform untuk kancing
geser).
BS EN 1994 [4] menyediakan aturan desain untuk menutupi balok dengan asimetri
(bidang flens baja bagian bawah yang terbagi atas flens atas) sampai tiga. Semakin besar
asimetri semakin berat persyaratan untuk tingkat sambungan geser minimum, yang harus
diperhatikan untuk mencegah slip yang berlebihan antara elemen baja dan beton.
Meskipun balok seluler memiliki bukaan yang teratur, beberapa di antaranya dapat diisi,
dan / atau kaku ditambahkan untuk mengakomodasi fitur lokal seperti balok masuk atau
beban berat. Bukaan ganda (oval) juga dapat disertakan untuk memudahkan saluran udara
yang lebih besar. Panduan desain khusus (SCI P355) dan perangkat lunak tersedia dari
produsen spesialis, berdasarkan program uji ekstensif yang mencakup pengujian api.
Gambar di bawah menunjukkan balok seluler, dengan bukaan web lingkaran biasa, dan
layanan yang berbagi zona lantai bersama.
Girder meruncing
Girder selular meruncing
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Gearers meruncing bisa menjadi solusi biaya efektif dalam rentang rentang 10 m sampai
20 m. Mereka adalah solusi lain yang memungkinkan layanan ditampung di dalam zona
lantai struktural. Kedalaman girder meningkat hingga pertengahan bentang, dimana
momen terapan paling banyak terjadi, dan dengan demikian memudahkan layanan
gantung di bawah daerah dangkal di dekat balok. Hal ini juga memungkinkan untuk
membentuk bukaan web di balok meruncing di daerah dengan geser rendah, ke arah
bentang tengah. Ini memberikan lebih banyak pilihan untuk integrasi layanan.
Panduan desain terperinci tersedia di SCI P059. Meskipun ini didasarkan pada desain ke
BS 5950 [1], prinsip-prinsip tersebut mudah dialihkan ke pendekatan berbasis Eurocode.
Girder meruncing mendukung penghiasan baja.
Sumber : https://www.steelconstruction.info/Long-span_beams
Balok rintisan komposit
Perisai Stub adalah bentuk batang Vierendeel, hibrida yang agak eksotis yang dapat
dianggap terbaring di suatu tempat antara bagian web yang padat dan rangka. Akord
dasar biasanya terbentuk dari bagian terbuka dangkal (UC), yang memiliki panjang
pendek (stub) dari bagian I yang lebih dalam (UB). Akor bagian atas, paling tidak pada
keadaan akhir, dibentuk oleh lempeng komposit, dan di situlah letak salah satu
kelemahan dari opsi ini - sampai aksi komposit dengan beton yang disembuhkan tercapai,
balok mungkin memerlukan dukungan / pengekangan sementara. Bagian Tee terbalik
dapat digunakan untuk memenuhi fungsi akord atas saat ereksi. Interaksi komposit
dicapai dengan menempelkan shear stud ke bagian atas stub UB. Jumlah elemen /
permukaan yang terkait dengan stub gelagar dapat meningkatkan biaya proteksi
kebakaran dibandingkan dengan solusi yang lebih sederhana.
Keuntungan besar dari opsi ini adalah rentang yang melebihi 20 m dapat dicapai secara
ekonomi. Layanan dan / atau balok sekunder dapat melewati celah antara balok
bertulang, mengurangi keseluruhan kedalaman konstruksi. Gambar di sebelah kanan
menunjukkan balok rintisan komposit yang mendukung balok sekunder, yang pada
gilirannya mendukung pelat komposit.
Dilengkapi balok komposit
Tonjolan dapat ditambahkan di ujung balok komposit untuk memberikan kontinuitas
sesaat. Kekakuan dan kekuatan koneksi berarti sisa rentangnya bisa lebih dangkal
(diagram momen lentur 'diangkat' dan kekakuan efektif balok meningkat secara
substansial), dan layanan yang dilewati di bawahnya. Di bangunan di mana layanan
cenderung memerlukan penggantian yang sering (misalnya di rumah sakit), menggantung
layanan di bawah balok daripada melewati mereka melalui lubang di jaring, atau melalui
rangka, dapat menguntungkan. Rentang lebih dari 20 m dapat dengan mudah dicapai.
Panduan desain terperinci tersedia di SCI P060. Meskipun ini didasarkan pada desain ke
BS 5950 , prinsip-prinsip tersebut mudah dialihkan ke pendekatan berbasis Eurocode.
Gulungan komposit
Gulungan komposit, yang menggunakan pelat beton sebagai akord bagian atas pada
keadaan akhir, bisa mencapai bentang lebih dari 20 m. Ini berarti mereka telah digunakan
saat kemampuan rentang yang sangat panjang dibutuhkan. Kelemahan utama adalah
bahwa selama tahap konstruksi, truss mungkin agak fleksibel (lateral), dan pada keadaan
akhir biaya proteksi kebakaran bisa tinggi mengingat banyaknya permukaan yang harus
dilindungi. Jelas salah satu harga yang harus dibayar untuk kemampuan pembebasan
adalah biaya fabrikasi lebih tinggi daripada balok biasa. Layanan dapat dilewatkan
melalui celah antara anggota rangka untuk mengurangi kedalaman lantai secara
keseluruhan.
CONTOH BANGUNAN :
Amfiteater Bambu Struktur Ruang / Desain Bambutec
Arsitek
Desain Bambutec
Lokasi
R. Marquês de São Vicente, 225 - Gávea, Rio de Janeiro - RJ, 22451-000, Brasil
Tim
Mario Seixas, João Bina, Patrick Stoffel, José Luiz Mendes Ripper, Luís Eustáquio Moreira,
Khosrow Ghavami, Selma Fraiman, Bruno Lopes Lima
Daerah
200,0 m2
Tahun proyek
2014
Foto
Juan Dias
Deskripsi teks diberikan oleh arsitek. Struktur Ruang Amfiteater Bambu adalah atap
bentuk bebas seluler yang mencakup 17 x 12 meter, dengan luas area 200m². Amfiteater terletak
di tepi Sungai Rainha di sebuah lokasi miring di iklim tropis, yang dibangun di kampus hijau
Universitas Kepausan Katolik Rio de Janeiro, Brasil. Struktur bambu dirancang di atas pondasi
yang sebelumnya dirancang oleh arsitek Carlos Pingarrilho. Desain struktural dikembangkan
melalui metode form-finding, dengan menggunakan model skala fisik dan model komputer
dalam interaksi.
Atap tersebut menerapkan struktur bambu hibrida tekstil yang dibentuk oleh balok lentur
aktif yang mengalami stres sendiri dan grid pantografi tarik, yang menghasilkan permukaan
melengkung ganda, menghindari tekuk anggota struktur. Balok lentur aktif self-stress dan grid
pantografi dikenai beban eksternal sampai batas elastis regangan di balok, menghasilkan struktur
bantalan beban. Strukturnya didirikan dengan mendukung tiang bipod dan menyajikan perilaku
mandiri. Enam tiang pilar sentuh dan jangkar beton bertulang memperbaiki struktur di tanah,
melestarikannya dari kontak langsung kelembaban tanah.
Modul Gridshell dibuang secara terpisah dalam langkah-langkah yang tumpang tindih
dengan jarak 0.5m, memungkinkan sirkulasi udara dan pencahayaan alami. Bingkai ruang
modular menerapkan bentuk akustik tahan dan alami. Permukaan cekung menjaga dan
mendistribusikan suara di dalam ruangan. Atap menggunakan membran akrilik yang
terdeskripsikan, melindungi dari sinar matahari dan hujan. Desainnya terinspirasi dari bentuk
alam. Koneksi fleksibel tekstil dikembangkan, memungkinkan mobilitas dan kecocokan
potongan. Modul struktural yang dapat dilipat menyajikan sifat kinetik seperti yang terlihat pada
tubuh hewan vertebrata. Desain sendi fleksibel yang menggunakan tali poliester dan biokomposit
memungkinkan tekanan mekanis rendah pada anggota struktur, bebas dari tegangan torsi.
Strukturnya dirakit dalam 25 hari kerja, menggunakan teknik kreatif dan desain teknik
dengan dampak lingkungan yang rendah. Modul prefabrikasi mobile, grid pantografi, membran
tekstil dan perangkat pengangkat bergerak dikembangkan. Prosedur perakitan tidak
membutuhkan crane dan alat berat. Struktur yang dibangun juga bisa dibalik sepenuhnya.
Strukturnya menyajikan bobot yang tepat yaitu 1,4 ton, yaitu 7 kgf / m² dan terdiri dari sistem
struktural ultra ringan berbasis bio. Cahaya dan kekuatannya hanya sebanding dengan struktur
komposit modern dari polimer maju. Sejak diresmikan pada tahun 2014, Struktur Ruang
Amfiteater Bambu menyelenggarakan acara, pertunjukan dan ceramah. Amfiteater digunakan
oleh siswa dan staf universitas untuk bersantai, beristirahat dan membaca. Proyek ini mendapat
dukungan finansial dari Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio
de Janeiro, FAPERJ.
Sumber : https://www.archdaily.com/889335/bamboo-amphitheater-space-structure-bambutecdesign