Space Frame ( Rangka Ruang)

SPACE FRAME (RANGKA RUANG) OLEH ; ALMIRADO MANAFE 221 06 001 juned v.j messah 221 06 018 ALEXIO XIMENES 221 06 034 KRISTIANTO .J. FUNUK 221 06 027 wilfridus a.j. bai 221 06 028

Pendahuluan Dalam arsitektur stuktur bangunan merupakan arti pokok sebagai alat vital pembentuk bangunan. Perkemembangan perencanaan arsitektur tidak terlepas dari pengetahuan dasar struktur bangunan , dalam hal ini struktur dan konstruksi merupakan faktor pendukung yang memberikan kekuatan fisik pada bangunan sehingga struktur tersebut mampu menahan gaya-gaya yang bersifat merusak (gempa,angin,berat sendiri, dll).

Beban yang dipikul antara lain berat bahan dari elemen-elemen beserta berat strukturnya sendiri disalurkan oleh struktur tersebut atau kerangka bangunan ke kulit bumi. Kesatuan inilah yang mewujudkanbentuk struktur secara menyeluruh

PENGERTIAN STRUKTUR RANGKA RUANG (SPACE FRAME) 

Struktur rangka ruang (Space Frame) adalah suatu bentuk struktur yang dibuat dengan merakit batang-batang lurus, pendek dengan pola segi tiga dalam bentuk tiga dimensi atau dapat pula didefenisikan struktur rangka ruang merupakan komposisi dari batangbatang yang masing-masing berdiri sendiri memikul gaya tekan atau gaya tarik secara sentris dan dikaitkan satu sama lain dalam sistem tiga dimensi.

Tipe-tipe struktur rangka ruang (space frame)



Ada tiga (3) tipe utama struktur rangka ruang, yakni:



TETRA HEDRON (Crosswise Trussing Of Diagonal Prism Section)



Struktur rangka ruang dengan memilih bentuk kubus. Menggunakan kubus sebagai bentuk dasar membutuhkan banyak batang sampai semua bidang dibagi menjadi segi tiga.



Gambar

Tampak depan Bentuk Dasar

Tampak atas

Perspekif



TYPE SINGLE TRUSSING OF VERTICAL PRISM FACES



Struktur rangka ruang dengan memilih atau menggunakan prisma sebagai bentuk dasar. Menggunakan prisma dengan bidang dasar segi tiga tidak menghemat batang-batang karena bidang dasarnya hanya separuh dari persegi empat.

Depan



TYPE DOUBLE TRUSSING OF VERTICAL PRISM FACES



Struktur rangka ruang menggunakan bentuk dasar limas. Menggunakan limas segi tiga dan segi empat menghemat banyaknya batangbatang lebih dari 20% dibandingkan dengan penyelesaian lainnya diatas.

Tampak Depan

Sistem joint mannesmann

Sistem- sistem penghubung (joint) pada struktur rangka ruang (space frame)  



SISTEM MANNESMAN. Menggunakan pipa-pipa bulat yang sama besar panjangnya disesuaikan dengan kebutuhan dan penghubungan dengan pipa-pipa yang lain pada arah yang dibutuhkan. Sangat variabelnya dalam pemakaian, sesuai dengan maksud yang dibutuhkannya. Kekurangan dari sistim ini antara lain terbatasnya daya dukung dari pipa-pipa dibagian sambungan. Kelemahan statikanya adalah : bahwa hubungannya eksentrik, sehingga menimbulkan momen tambahan.

 

SISTEM MERO. Sedikit variasi dalam panjangnya batang yang dihubungkan dengan skrup pada setiap simpul yang khusus dan dihubungkannya garis-garis as bertemu pada suat titik. Setiap simpul hanya memungkinkan kedelapan belas buah batang yang saling menumpu tegak lurus dan batang-batang diantaranya yang bersudut 45˚. Struktur yang terjadi berbentuk geometris yang disiplin. Kombinasikombinasi yang menarik kadang-kadang dapat disaksikan pada bangunan pameran. Secara statika kemungkinankemungkinan terbatas, terjadi pada suatu simpul batang yang dapart disambungkan. Batas kemampuan mendukung ditentukan oleh gaya dukung maksimum dari momen-momen batang.

Sistem joint mero

 



SISTIM UNISTRUD Dipakai untuk maksud-maksud yang tidak labil, terdiri dari batang yang berbentuk besi profil. Berbentuk sebagai gelagar yang batang-batangnya mengarah ke banyak jurusan dan mempunyai tinggi konstruksi 1 (satu) meter. Simpul dibuat dari lempengan plat yang dibentuk menurut arah batang yang disekrupkan padanya. Kemungkinan mendukung dari sistim dihitung secara empiris. Dapat dicapai daya muat kira-kira 300 kg/m² pada ukuran jarak kolom 12,5 M x 12,5M. Suatu pembesaran ruang menjadi 15 M x 15 M masih mungkin dilakukan. Cara empiris menunjukkan sukarnya mengadakan pehitungan secara analitis, dan bentuk kolom yang membesar pada ujung atas membuktikan sukarnya mengumpulkan gaya itu pada ujung-ujungnya.

Sistem joint unistrud



SISTIM TAKENAKA.



Baja pelat dengan potongan bujur sangkar dan persegi dihubungkan dengan baut-baut bermutu tinggi. Batangbatang pada bidang atas akan menerima gaya tekan, sedangkan batang-batang diagonal bersifat memikul gaya tekan. Sedangkan batang-batang pada bagian bawah menerima gaya tarik.



Dalam struktur rangka ruang teknis finishing yang makin kompleks mengharuskan adanya bidang atas dan plafond. Karena ruang konstruksi sangat tidak menguntungkan sebagai penampung debu tetapi sebagai struktur yang tertutup sehingga memberikan kesan menonjol.



Keuntungan struktur rangka ruang hampir sama sepeti pada tulang manusia, dimana kemampuannya menyesuaikan pada bermacammacam gaya yang timbul dari berbagai arah. Satu keharusan untuk memikul gaya yang lebih besar dengan mudah ditampung dengan banyak sistim yang mempunyai cara dengan daya dukung. Maka rangka ruang tidak cocok untuk diterapkan pada bangunan tingkat tinggi, karena ukuran lantai dan besarnya gaya sudah ditentukan secara struktural dengan perhitungan dan analisis yang tepat.

Tulang pinggang manusia adalah ekspresi struktur ruang



Sebagai keuntungan yang nyata sekali ialah sifatnya yang mobil dari sistem ini, bila digunakan pada masa sekarang dengan biaya yang tinggi. Berbicara mengenai rangka ruang yang elemen-elemennya beraksi dalam ruang sampai saat ini hanya bentuk keseluruhannya merupakan bidang. Jadi bedanya menyerupai kubik dengan kemungkinan bisa lebih. Disini batang-batangnya terletak pada suatu bidang lengkung yang aikan menentukan bentuk keseluruhan dari strukturnya dimana permukaan lengkung searah, jadi merupakan bagian dari silinder.

Sistem joint takenaka

Sistem Pembebanan Struktur Rangka Ruang (Space Frame) 

Pola penyaluran gaya yang terjadi pada unit-unit pembentuk space frame mempunyai kestabilan yang kokoh. Gaya yang terjadi pada unit space frame bisa di dapat dengan mempertimbangan keseimbangan dalam ruang yang diciptakan oleh elemen-elemen dari unit tersebut. Keseimbangan dapat terjadi apabila; – ∑Fx = 0 – ∑Fy = 0 – ∑Fz = 0



Dengan adanya gabungan unit-unit tersebut maka sistem tersebut menjadi seimbang. Pengaruh gaya pada batang dapat dibedakan menjadi dua yaitu: batang panjang dan batang pendek. Pada batang panjang momen dan gaya yang diterima batang lebih besar dan dapat terjadi deformasi, sedangkan momen dan gaya diterima pada batang pendek lebih kecil dan kemungkinan terjadinya deformasi sangat kecil.

Pada space frame beban tidak merata lebih dapat ditahan, karena beban titik langsung disebarkan ke berbagai arah batang, sehingga reaksi yang timbul juga datang dari arah batang-batang tersebut.

KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN Penggunaan Struktur Rangka Ruang (((Space Frame)  









Keuntungan : Semua komponen dibuat di pabrik sehingga kualitasnya dapat dikontrol dengan baik Mampu mencakup daerah-daerah yag luas tanpa bantuan penumpu-penumpu antara. Seluruh batang penghubung saling bekerja sama oleh sebab itu berat sendiri struktur rangka ruang, bisa lebih kecil dibandingkan dengan struktur konvensional. Tegangan puntir dari balok-balok rangka ruang dapat diabaikan pada waktu didesain pendahuluan. Struktur rangka ruang dapat mudah dikompositkan dengan struktur lain.

  

 

Kerugian : Biaya kerja relatif mahal. Teknik pekerjaan membutuhkan keahlian yang tinggi pada pelaksanaan kerja. Terkadang sulit menterjemahkan gambar. Engineering ke dalam gambar produksi, kejelian pengamatan visual sangat diperlukan karena jika tidak tepat akan merepotkan ereksi di site, dalam hal ini sistim identifikasi komponen sangat penting antara gambar kerja, workshop, dan site.

Beberapa contoh struktur rangka ruang yang dipakai pada beberapa bangunan, diatas bentangan >15m