2. struktur kabel 01

STRUKTUR KABELmateri 01

Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan struktur Bentang Lebar, struktur

Membran dan struktur Kabel serta aplikasinya dalam bangunan arsitektur

Indikator ;Memahami dan menjelaskan pengertian, sejarah, dan dasar dasar struktur kabel. Memahami dan menjelaskan struktur kabel single layer

Kompetensi Dasar 01

Pengertian Struktur Kabel

Kabel merupakan bahan / jenis bahan yang salah satu dimensinya sangat besar dibandingkan 2 dimensi yang kain

Struktur kabel merupakan salah satu struktur furnicular, (yaitu struktur yang hanya mendapatkan gaya tarik atau gaya tekan saja). Pada kasus struktur kabel hanya gaya tarik saja yang bekerja.

Struktur kabel terdiri atas kabel baja, sendi, batang, dsb yang menyangga sebuah bangunan.

Sejarah Struktur Kabel

Pertama kali ditemukan di cina, pada 70 SM. Ini masih berupa jembatan yang menggunakan rantai untuk menariknya.

Teori kabel kemudian dikembangkan pada 1959 sejak Fausto Veranzio membuat jembatan gantung.

Pada Tahun 1896, Struktur Paviliun pameran Nijny-Novgorod yang didesain oleh V. Shookhov dianggap sebagai titik awal mulainya penerapan kabel pada bangunan modern.

Kriteria Struktur Kabel

Harus Elastis (tidak kaku)Kabel tidak bisa menahan momenKabel tidak bisa menahan tekanKabel hanya bisa menahan tarikan

Kabel dapat dibuat dari berbagaimacam bahan misalnya ; plastik, serat serat tertentu, karet, rotan, bambu dan baja

Dasar-Dasar Struktur Kabel

Struktur kabel bekerja berdasarkan gaya tarik, menggunakan sistem statis tertentu, dimana Σ M=0, ΣH=0, ΣV=0. pada sistem struktur dituntut sistem yang stabil dengan kabel yang tegang.

Karena tegangan-tegangan lengkung tidak sama, dapat diatasi oleh fleksibelnya kabel. Beban-beban yang dipikul oleh batang-batang tarik terbagi diantara kabel-kabel. Masing masing kabel memikul beban dengan tegangan yang sama dan di bawah tegangan yang diperkenankan.

Dasar-Dasar Struktur Kabel

Gaya tarik P bekerja lewat sumbu kabel Kabel hanya bekerja setelah tegangKonstruksi kabel bisa bisa bermacam macam bentuknya, karena bentuk kabel dapat mengadaptasi diri terhadap beban P, bisa vertikal / miring

P

Dasar-Dasar Struktur Kabel

1. Kabel tidak ditarik dengan beban ; terjadi Catenary (melengkung karena beban sendiri)

Garis catenary pembebananmerata sepanjang kabel

Garis parabola hampir berhimpitan dengan katenari

Penunjang kabel diperlukan

Dasar-Dasar Struktur Kabel

2. Kabel ditarik dengan beban P simetris

• Pada Gambar diatas, tiap tumpuan mendapatkan beban ½ P.

• Bentuk segitiga yang terbentuk oleh kabel ada ciri khasnya pada lenturan, yaitu jarak vertikal antara landasan gantung sampai dengan titik terendah pada kabel.

• Kabel tanpa lenturan tak dapat memikul beban karena gaya tarik pada kabel yang mendatar tidak dapat mengadakan keseimbangan dengan gaya atau beban vertikal.

Dasar-Dasar Struktur Kabel

• Gaya tarik arah kedalam pada kedua landasan akibat melenturnya kabel dapat dibagi dalam dua bagian yang sama karena pembebanan simetri.

• Lenturan yang besar menambah panjang kabel, tetapi tegangan menjadi lebih rendah sehingga dapat dipakai kabel dengan potongan lintang yang kecil.

Dasar-Dasar Struktur Kabel

• Sebaliknya apabila lenturannya kecil, panjang kabel dapat berkurang, tetapi tegangan menjadi lebih besar, jadi diperlukan kabel dengan potongan lintang yang besar. Yang paling ekonomis adalah dengan mengambil lenturan dengan sudut 45°.

Dasar-Dasar Struktur Kabel

Dasar-Dasar Struktur Kabel

P2

A B

α3

0,5 L

P3

P1

0,5 Lα1

α2f1

f2

f3

Kabel ditarik dengan beban P simetris

P simetris A dan B

penurunan P1 = f1

penurunan P2 = f2

penurunan P3 = f3

Dasar-Dasar Struktur Kabel

Kabel ditarik dengan beban P simetris

P2

P3

P1

TAh1A

α3

α1

α2

TAh3TAh2 Tg α1 = Tav / TAh1 = f1 / 0,5L

Tg α2 = Tav / TAh2 = f2 / 0,5L

Tg α3 = Tav / TAh3 = f3 / 0,5L

TAh1 = (TAv X 0,5L) : f1

TAh2 = (TAv X 0,5L) : f2

TAh3 = (TAv X 0,5L) : f3

TAh1 : TAh2 : TAh3 = 1/f1 :1/f2 : 1/f3

Jadi gaya tarik horisontal berbanding terbalik dengan penurunannya

TaV

Kabel yang awalnya berbentuk catenary, karena diberi beban P, maka bentuk berubah menjadi

Dasar-Dasar Struktur Kabel

3. Kabel ditarik dengan beban P tidak simetris

P

a b

Ta tidak sama dengan Tb karena P tidak simetris thd titik a dan b.Pada titik a dan b terjadi tarikan ke dalam

Dasar-Dasar Struktur Kabel

Besarnya tarikan yang terjadi pada a ataupun b = arah gaya pada P hanya saja arahnya berbalik

P

a b

Ta

TaH

TaV Tb TbV

TbH

Dasar-Dasar Struktur Kabel

∑ KH = 0,

TaH + TbH = RTaH + RTbH (RTaH ≠ RTbH karena P tidak simetris)

∑ KV = 0,

R TaV + RTbV = P jadi TaV ≠ TbV

P

a b

Ta

TaH

TaV Tb TbV

TbHRTaH

RbRTaV

RTbVRa

RTbH

Semakin tinggi kabel, berarti semakin kecil gaya yang akan timbul dalam struktur, begitu pula sebaliknya. Gaya reaksi yang timbul pada ujung-ujung kabel juga bergantung pada parameter parameter tersebut. Reaksi ujung mempunyai komponen vertikal dan horizontal yang harus ditahan oleh pondasi atau elemen struktural lainnya, misalnya batang tarik.

Pengaruh Pembeban Pada Kabel

Struktur Kabel Tunggal (Single Layer) macamnya ;Sistem Pelana (Saddle Shape)Sistem Lengkung (Arch Type)Sistem Tiang Penunjang (Masted Type)Sistem Roda Sepeda Tunggal

Struktur Kabel Ganda (Double Layer) macamnya ;Sistem Batang Tekan (Spreader)Sistem Batang TepiSistem GantungSistem Roda Sepeda Ganda

KLASIFIKASI STRUKTUR KABEL

Struktur Kabel Tunggal (single layer)

1. Sistem Pelana (saddle shape)

Memiliki struktur pengikat, (umumnya berupa rangka) di sekitar kabel net dan dua tumpuan yang menyalurkan beban ke pondasi

Struktur Kabel Tunggal (single layer)

Brussels Pavilion

2. Sistem Lengkung (arch shape) Terdiri dari struktur lengkung (umumnya berupa rangka) yang menjadi elemen stabilitas dengan kabel net di antaranya. Masing2 elemen lengkung mempunyai dua tumpuan yang menghubungkan ke pondasi

Struktur Kabel Tunggal (single layer)

DenahBatang tekan lengkung diikat menjadi satu dalam pondasi

Stadion untuk sport di paris, jaringan kabel berbentuk pelana

Potongan lintang atap dan dinding terdiri atas jaringan kabel

Struktur Kabel Tunggal (single layer)

Yoyogi Gymnasium

3. Sistem Tiang Penunjang (Masted Type)Terdiri dari struktur tiang (umumnya berupa rangka) yang menunjang kabel di antaranya, kemudian ditarik ke tanah untuk mencapai kestabilan. Tumpuan tiang (sendi/kaku) yang menyalurkan beban ke pondasi.

Struktur Kabel Tunggal (single layer)

Sistem Tiang Penunjang (Masted Type)

Millenium dome

Struktur Kabel Tunggal (single layer)

4. Sistem Roda Sepeda tunggalMerupakan struktur atap yang biasanya dipakai di denah berbentuk lingkaran.Terdiri dari 2 elemen cincin: bagian cincin luar yang mengikat satu lapis jaringan kabel di bagian tepi, dan disatukan dengan cincin dalam pada bagian tengah.

Struktur Kabel Tunggal (single layer)

Madison square garden, new York

Struktur Kabel Tunggal (single layer)

Proses Konstruksi Struktur Kabel Sistem Roda Sepeda Tunggal

Proses Konstruksi Struktur Kabel Sistem Roda Sepeda Tunggal

48 No DL-S98 strand jacks and light weight portable power packs located on a 300m diameter concrete compression ring.

Proses Konstruksi Struktur Kabel Sistem Roda Sepeda Tunggal

Roof just after pinning, and prior to release of the strand jacks, showing the method of cable clamping.

Cable net roof after erection.

Proses Konstruksi Struktur Kabel Sistem Roda Sepeda Tunggal

Proses Konstruksi Struktur Kabel Sistem Roda Sepeda Tunggal

Cable net roof after erection.

Proses Konstruksi Struktur Kabel Sistem Roda Sepeda Tunggal

Cable net roof after erection.

Proses Konstruksi Struktur Kabel Sistem Roda Sepeda Tunggal

Concrete compression ring supported on tall concrete columns and structurally separate from the terrace structure. Copyright © 2013 Dorman Long Technology