space frame structure.docx
TRANSCRIPT
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
1/34
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Bukti sejarah menunjukkan bahwa manusia purba, sewaktu masih hidup
nomaden (berpindah-pindah), mereka sudah terbiasa menyusun dahan-dahan dan
ranting-ranting pohon untuk perlindungan dari binatang buas dan hujan jika mereka
tidak menemukan goa dalam perjalanan mereka. Susunan dahan-dahan dan ranting-
ranting pohon ini secara tidak sengaja sebenarnya merupakan struktur sederhana dari
stuktur yang sekarang dikenal sebagaispace truss atau diindustri sering disebutspace
frame.
Setelah manusia mulai hidup menetap, mereka mulai bisa membuat tempat
tinggal berupa rumah sederhana dari kayu, dan sudah mengembangkan system
sambungansambungannya. Mereka sudah mulai mempunyai dasar pengetahuan
sederhana untuk menentukan ukuran kayu yang dipakai dan sambungan-sambungan
yang kuat. Contoh peninggalan sejarah tentang konstruksi kayu dapat dilihat dari
rumah-rumah tua di China, epang atau gereja-gereja tua di !ropa. Sejak manusia
menemukan baja, dan menerapkannya untuk struktur pada "#$ tahun yang lalu,
mulailah manusia membuat kontruksi dengan bentang lebar. embatan baja pertamadi dunia yang dibangun adalah %Severnbrucke& di 'nggris pada tahun -*.
embatan ini mempunyai bentang +m yang saat itu sangat luar biasa.
Seiring dengan berjalannya waktu, teknologi struktur baja berkembang
menuju rekayasa struktur baja untuk sistem rangka ruang yang dimulai dengan
sambungan konensional berupa pelat baja disetiap nodalnya. ingga sejarah struktur
rangka ruang
memasuki era baru dengan ditemukannya sistem sambungan yang memakai baut
setiap batangnya, yang dihubungkan ke sambungan yang berupa baja masi. Sistem
ini pertama kali diperkenalkan oleh seorang engineer yang bernama M
MENGERINGHAUSEN pada tahun /+ di Berlin erman. Sistem ini mulai
banyak dipakai dan sejak tahun /0"
yang dikenal dengan MERO-Sistem.
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
2/34
1enggunaan space truss pada bangunan-bangunan dengan bentang panjang
(20$ m) akan menghemat biaya yang dikeluarkan. 3ntuk itu, sangatlah berguna bagi
setiap calon sarjana teknik arsitektur untuk mengetahui karakteristik struktur space
truss. Setiap
sistem space truss sendiri memiliki berbagai jenis dan tipe. Salah satunya dengan
node berbentuk bola. 4amun di industri abrikasi disain bola ini dilakukan secara
konserati sehingga perlu dilakukan analisis seberapa besar kuat node tersebut.
B. Rumusan Masala
5dapun rumusan masalah yang dibahas pda makalah ini adalah 6. 5pa itu system rangka ruang7
". Bagaimana system rangka ruang berdasarkan pemasangannya7
+. Bagaimana 5nalisis struktur rangka ruang7
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
3/34
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengert!an S!stem Rangka Ruang
Sistem rangka ruang adalah suatu sistem konstruksi rangka ruang dengan
suatu sistem sambungan antara batang 8 member satu sama lain yang
menggunakan bola 8 ball joint sebagai sendi penyambungan dalam bentuk modul-
modul segitiga sehingga Space 9rame ini mudah untuk dipasang, dibentuk dan
dibongkar kembali dan pelaksanaannya dapat dilakukan dengan cepat.
Seluruh komponen Space 9rame ini sudah dapat diproduksi di dalam negeri.
Space 9rame ini juga merupakan media desain seperti bentuk pyramid, dome dan
lainnya, terutama untuk bentangan besar yang memerlukan ruang bebas kolom
seperti untuk bangunan hangar, stadion, pabrik dan skylight.
:ari sekian banyak sistem struktur, ;angka ;uang (space rame)
merupakan salah satu sistem yang sering diterapkan pada bangunan pencakar
langit. Space rame terdiri dari susunan tiga dimensi dari batang-batang lurus.
Batang-batang space rame bisa kaku atau dihubungkan dengan sendi, atau dapat
pula berupa gabungan antara keduanya. :alam suatu sistem sambungan sendi,
beban yang terjadi kesambungan dari berbagai arah akan dilawan secara aksial.
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
4/34
menara transmisi listrik dan kubah geodesi dengan perakitan ganda. Space rame
dapat berungsi pada bangunan tinggi, ia bisa menggantikan batang8komponen
standar koneensional seperti dinding, balok dan lantai.
Sistem rangka ruang dikembangkan dari system struktur rangka batang
dengan penambahan rangka batang kearah tiga dimensinya. Struktur rangka ruang
adalah =omposisi dari batangbatang yang masingmasing berdiri sendiri,
memikul gaya tekan atau gaya tarik yang sentries dan dikaitkan satu sama lain
dengan system tiga dimensi atau ruang. Bentuk rangka ruang dikembangkan dari
pola grid dua lapis (doubellayer grids), dengan batang--batang yang
menghubungkan titiktitik grid Secara tiga dimensional. !lemen dasar pembentuk
struktur rangka ini adalah6. ;angka batang bidang
". 1iramid dengan dasar segiempat membentuk oktahedron+. 1iramid dengan dasar segitiga membentuk tetrahedron
>ambar . !lemen :asar 1embentuk Sistem ;angka ;uang
B. S!stem Rangka Ruang ber"asarkan Pemasangann#a
Beberapa system dikembangkan model rangka ruang berdasarkan
pemasangan atau pengembangan system konstruksi sambungannya, antara lain6
1. Sistem Mero
Sedikit ariasi 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
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
5/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
6/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
7/34
=emungkinan mendukung dari sistem dihitung secara empiris. :apat
dicapai daya muat kira-kira +$$ kg8m- pada ukuran jarak kolom ",# m A ",#
m. Suatu pembesaran ruang menjadi # m A # m masih mungkin dilakukan.
Cara empiris menunjukkan sukarnya mengadakan perhitungan secara analitis,
dan bentuk kolom yang membesar pada ujung atas membuktikan sukarnya
mengumpulkan gaya itu pada ujung-ujungnya. 1engecilan pada bagian bawah
kolom meminta syarat-syarat yang, tinggi dari batang.
>ambar . Sistem 3nistrud
5. Sistem Oktaplatte
System oktaplatte ini adalah dilaksanakan dengan konstruksi las.
Struktur ini terdiri dari bidang delapan yang berusuk pipa. Batang ini di las
listrik pada titik simpul. =eindahan dan kehalusan struktur ruang baja ini
memungkinkan struktur untuk dibiarkan telanjang tanpa ditutup
6. Sistem Manesmann
:engan menggunakan pipa-pipa bulat dan sama besar, panjangnya
disesuaikan dengan kebutuhan dan penghubungan dengan pipa-pipa yang lain
pada arah yang dibutuhkan. Sangat ariabelnya dalam pemakaian, sesuai
dengan maksud yang dibutuhkan. =ekurangan dari sistem ini antara lain
terbatasnya gaya dukung dari pipa-pipa di bagian sambungan. =elemahan
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
8/34
statiknya ialah bahwa hubungannya eksentrik sehingga menimbulkan momen
tambahan. =onstruksi ini masih belum mendapat tempat di antara arsitek-
arsitek karena kurang rapinya hubungan. Selama in, dipakai sebagai steger
saja karena montagebility dan leAibility yang baik.
7. Sistem Takenaka
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 menerima gaya tarik. :alam struktur ruang teknik
inishing yang makin kompleks mengharuskan adanya bidang atas dan plaon,
karena ruang konstruksi sangat tidak menguntungkan sebagai penampungdebu. @etapi sebagai struktur yang tertutup akan kurang mengesankan.
>eometri dari kubah atau lengkung dua arah, harus ditentukan dengan
mesin hitting tanpa usaha yang kelebihan yang dapat dikuasai, sehingga
mudah dilaksanakan pembuatan dan montase yang membutuhkan ketepatan
tinggi. 1ersyaratan statistik dari semua batang dari rangka ruang, harus dapat
ditentukan secara perhitungan.
8. Sistem Unibat
. Sistem !odus
1". Sistem !S Space Truss:engan semakin berkembangnya macam-macam system struktur space
rame ini, semakin banyak pula perusahaan-perusahaan
$. Anal!s!s Struktur Rangka Ruang
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
9/34
Beberapa aktor yang akan diuraikan berikut merupakan tinjauan desain
pada struktur rangka ruang. 9aktor--aktor itu antara lain 6
. >ayagaya elemen struktur >ambar " berikut ini mengilustrasikan gayagaya
elemen yang terjadi pada struktur rangka ruang.". :esain batang dan bentuk
Banyak sekali unit geometris yang dapat digunakan untuk membentuk unit
berulang mulai dari tetrahedron sederhana, sampai bentukbentuk polyhedral lain
(>ambar 0.0$). ;angka ruang tidak harus terdiri atas modulmodul indiidual,
tapi dapat pula @erdiri atas bidangbidang yang dibentuk oleh batang menyilang
dengan jarak seragam.
>ambar ". >aya-gaya pada Struktur ;angka ;uang
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
10/34
>ambar +. enis-enis Struktur ;angka ;uang dengan Modul Berulang
=euntungan memakai S15C! 9;5M! SS@!M 6
. @idak ada batasan bentuk.". :apat digunakan untuk bentang yang besar.
+. =onstruksi sangat ringan.0. Mudah dipasang dan dibongkar.
#. 3mur relati panjang ( #$ $$ tahun ).
D. :ari segi estetika sangat menarik.. arga bersaing
Sedangkan untuk aplikasinya dapat digunakan untuk 6
. Canopy
". Sky edung Elah raga#. =ubah Masjid atau >ereja
D. anggar, dll
:. Sambungan
Sambungan sistem =onstruksi Baja Space 9rame berupa baut, mur, ring,
elektroda las harus memenuhil persyaratan sebagai berikut6
. 1engikat sambungan baja ke bukan baja harus terbuat dari baja karbon yang
memenuhi persyaratan 5S@M 5+$". 1engikat sambungan baja ke baja harus terbuat dari baja karbon yang
memenuhi persyaratan 5S@M 5+"# dan8atau 5S@M 50/$.
+. 1engikat sambungan logam yang berlainan (tidak sama) harus terbuat dari
baja tahan korosi yang memenuhi persyaratan 5S@M 5"D type +" atau
tipe-tipe lainnya dari baja tahan korosi.
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
11/34
0. Bahan-bahan las harus memenuhi persyaratan dariAmerican Welding Society
AWS D1.069 Code for Welding in Building Construction, dan pengelasan
harus dilaksanakan oleh tenaga ahli las yang memilikisertifikat 3.
#. Baut-baut angkur dan sekrup-sekrup atauD. mur-mur harus memenuhi persyaratan 5S@M 5+D atau 5+"#.Baut dan mur
yang tidak di-inishing harus memenuhi 5S@M 5+$ dan berbentuk segi
enam (heAagon bolt type).
. Baja berlapis seng harus memenuhi 5S@M 5"+ dan lapisan seng untuk
produksi uliran sekrup harus memenuhi 5S@M 5#+.
a. Bola
. Material baja spesiikasi 'S >0$# S0#C atau 5'S' $0# dengan
tegangan leleh +*$ 48mm
"
". 1embuatan lubang dilakukan dengan menggunakan
mesin C4C sehingga dihasilkan akurasi
dengan toleransi ukuran di bawah diameter
$,mm dan tingkat akurasi sudut lubang $,"
derajat.
+. :iameter bola6 0/ mm +$ mm, berariasi sesuai
dengan desain.
0. 9inishing6 elektro-galanis tebal lapisan Finc "# micron (:'4 #$/D) dan
catb. 1ipa
. Material baja 'S >+000 S@=0$$ dengan tegangan leleh "+# 48mm"atau
BS+* dengan tegangan leleh /# 48mm"
". :iameter pipa6 ,"#& "&
+. 1anjang sesuai dengan desain.
0. 9inishing6 sand blasting dan cat
c. =onektor
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
12/34
. Material baja spesiikasi 'S >0$# S0#C atau 5'S'
$0# dengan tegangan leleh 0"$ 48mm"
". :ikerjakan dengan menggunakan mesin bor C4C
(lathe dan "-spindle drilling machine) dan
mesin tap
+. Bentuk konektor &bottle system& dibuat dengan
menggunakan mesin orging
0. 3kuran6 B$+" sampai B'DD
#. 9inishing6 elektro-galanis tebal lapisan Finc "# micron (:'4 #$/D) dan
cat
d. Baut. Material baja garde *.* dengan tegangan leleh 0#$ 48mm"
". 3kuran disesuaikan dengan desain.+. Baut yang digunakan harus kuat menahan beban dan gaya yang timbul,
dan dikhususkan untuk menahan beban berat (heay duty
astening8anchor) 9inishing6 elektro-galanis tebal lapisan Finc "# micron
(:'4 #$/D
e. 1elat
. Material baja low carbon steel 'S >+$ SS0$$ atau 5'S' $" dengan
titik leleh "0$ 48mm"
". :imensi disesuaikan dengan desain.
+. :ibentuk dengan menggunakan mesin bubut C4CG tingkat akurasi
bertoleransi $, mm di semua dimensi.
0. 9inishing6 elektro-galanis tebal lapisan Finc "# micron (:'4 #$/D) dan
cat
. :etail :an Macam Macam =onstruksi sambungannya.
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
13/34
!.
!.
!.
!.
!.
enis ;angka ruang
. ;angka ruang datar (lat space rame)
System ini adalah pengembangan dari bentuk dasar rangka batang
dengan batang sejajar dimana rangka batang sejajar terjadi kaarenpertimbangan eisiensi yang mana mampu membentangi wadah yang lebar
disbanding dengan rangka kuda-kuda segitiga.
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
14/34
System struktu dapat dibuat dengan sendi atau rol, dua sendi atau tga
sendi atau dapat pulau rangka atap dan rangka dinding pendukungnya
merupakan suatu kesatuan monolit.
". ;angka ruang busur terali (cured space rame)System rangka ruang bentuk busur sebenarnya juga berasal dari
sruktur rangka batang yang melngkung, dimana prinsip penyaluran gaya-
gayanya mengikuti garis-garis lengkung struktur tersebut. Busur terdiri
atas sejumlah tertentu balok-balok eraliyang ditempatkan sesuai dengan
panjang busur dan sitopang oleh kuda-kuda di ujung atau tembok.
Busur terali dalah satu tipe konsruksi baja preab yang mempunyai
panjang batang yang sama semuanya. 1ada setiap titik simpul, D sampai
$ batang bertemu dan dirakit dengan baut. Bentuk denah yang palingekonomis bujur sangkar.
Bagian dalam sebuah busur penutup kelihatannya sangat luas karena
penutup ini tidak mempunyai batang tarik dan tidak mempunyai unsur
ikatan angina. Beberap tipe terali dipakai dalam praktek membentuk
jaringan batang. Setiap tipe ini mengarah pada siat struktur yang agak
berbeda. Contohnya, bujur baha lamella dibuat dari sejumlah bear elemen
yang dinamakan lamella yang dpasang membentuk mata jarring belah
ketupat. System ini sangat luwes, permukaan yang dibentuk oleh lamella
dapat mengikuti berbagai bentuk6 silinder, parabola. =estabilan konstruksi
pada pada permukaan seniri didapat berkat adanya pelapis atap dan
elemen pengaku belah ketupat.
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
15/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
16/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
17/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
18/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
19/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
20/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
21/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
22/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
23/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
24/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
25/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
26/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
27/34
+. =ubah @erali (:ome)Bangunan bermata besar hampir selalu dilaksanakan dengan
kubah terali. =ubah ini terjadi atas elemen yang ditempatkan pada
permukan kubah dan bagiannlurus yang persilangannya terdapat padapermukaan itu sehingga ruang dalam teetap bebas sama sekali. =ubah
ini merupakan contoh khas dari konstruksi trimatra.Bentuk rangka ruang ini dapat dibuat dengan jalan membuat
garis-garis singgung yang teratur pada satu lengkungan bulat yang
menyerupai setengah bola (spherical) dengan system kerja gayanya
yang meruang.
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
28/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
29/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
30/34
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
31/34
Bangunan ang Menggunakan Space !rame
Gyesan Church
Architects: iArc
Architects
Location:
Incheon,
Korea
Year:
Completed
2005
Area: 16,042
(Total loor!,
10,"60 (#ite!
Tampa$ Tampa$ &epan
http://www.iarc.net/http://www.iarc.net/http://www.archdaily.com/tag/incheon/http://www.iarc.net/http://www.iarc.net/http://www.archdaily.com/tag/incheon/http://www.iarc.net/ -
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
32/34
Interior
'leation
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
33/34
eria )alencia Conention Centre, #panyol
-
7/21/2019 SPACE FRAME STRUCTURE.docx
34/34