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

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB

Ir Joni Hardi MT

TEKNOLOGI BANGUNAN IV

2

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.

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB

Ir Joni Hardi MT

TEKNOLOGI BANGUNAN IV

3

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.

(a) Unistrut System

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.

(b) Triodetic System

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB

Ir Joni Hardi MT

TEKNOLOGI BANGUNAN IV

4

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

(c) Merro System

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

(d) Oktaplatte System

Pendukung

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB

Ir Joni Hardi MT

TEKNOLOGI BANGUNAN IV

5

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

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB

Ir Joni Hardi MT

TEKNOLOGI BANGUNAN IV

6

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

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB

Ir Joni Hardi MT

TEKNOLOGI BANGUNAN IV

7

-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

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB

Ir Joni Hardi MT

TEKNOLOGI BANGUNAN IV

8