Deformasi Dalam Desain Bangunan Bertingkat

Deformasi struktur, bagian struktur atau elemen bangunan didasarkan pada fenomena fisik. Mereka tidak bisa dihindari. Untuk mencegah efek negatif selama operasi, jumlah deformasi harus dalam norma terbatas.

Deformasi elemen bangunan dari baja agak lebih besar daripada elemen bangunan serupa yang terbuat dari beton. Jika rangka baja dan elemen struktur dilampirkan dihitung dan dibangun dengan benar, pengaruh negatifnya dapat dikecualikan.

Di bawah ini kami mempertimbangkan jenis deformasi dan konsekuensinya. Deformasi elemen bangunan dimanifestasikan dalam perubahan bentuk atau volume bahan bangunan, deformasi bangunan – perpindahan sumbu elemen bangunan.

Perubahan bentuk elemen bangunan

Pengaruh eksternal atau kekuatan internal menyebabkan perubahan bentuk elemen bangunan. Elemen bangunan tidak dapat merasakan beban tanpa mengubah bentuknya. Kolom yang dimuat harus menjadi lebih pendek, tumpang tindih yang dimuat harus bengkok. Ketika bentuk berubah, batang yang dikompresi (Gambar 1.1) menjadi lebih pendek, tetapi batang yang lebih tebal dan lebih panjang (1,2) lebih panjang tetapi lebih tipis. Contoh lain: batang bengkok (1,3) dan piringan yang telah berubah karena pergeseran (1,4).

Info penting: Kriteria Pemilihan Material Bangunan Bertingkat (baja/beton)

Deformasi plastis
Deformasi plastis

Deformasi elastis jika elemen bangunan, setelah melepas beban, mengambil bentuk sebelumnya. Mereka adalah plastis jika elemen tetap berubah setelah bongkar muat. Bahan bangunan, sebagai suatu peraturan, hanya menjalani deformasi elastis. Beberapa bahan bangunan (misalnya, beton) mengalami beban kerja panjang selain deformasi elastis dan plastik karena creep.

Beban yang secara perlahan-lahan meningkat menyebabkan deformasi permanen, meningkat dengan cepat memiliki efek dinamis; beban berulang berirama dapat menyebabkan osilasi elemen bangunan, bagian dari struktur atau seluruh struktur, misalnya, osilasi lantai saat berjalan, fluktuasi bangunan bertingkat tinggi di bawah beban angin.

Setiap bangunan memiliki satu frekuensi yang melekat pada osilasinya sendiri. Osilasi diperkuat muncul jika frekuensi osilasi paksa (bersemangat) mendekati atau merupakan kelipatan dari frekuensi osilasi alami dari bangunan yang dimuat.

Perubahan volumetrik

Perubahan besar dalam bahan bangunan adalah karena:

  • perubahan suhu;
  • penyusutan atau pembengkakan di bawah pengaruh proses kimia atau sebagai akibat dari perubahan kelembaban.

Variasi volume yang tidak dapat berkembang bebas dalam desain menciptakan gaya reaktif internal yang juga menyebabkan perubahan bentuk. Sinar (Gambar 2.1), yang suhunya naik, dapat berkembang bebas ke segala arah, yaitu, panjang, tinggi dan lebar. Sinar lainnya (Gambar 2.2) hanya dapat diubah dalam tinggi dan lebar. Gaya reaksi Z muncul.Tindakan yang sama terjadi jika berkas memanjang karena pengaruh suhu (Gambar 2.1) mengasumsikan panjang asli di bawah pengaruh gaya Z.

Perubahan volumetrik

Perubahan volumetrik
Perubahan volumetrik

Perubahan volume yang tidak rata mendistorsi elemen bangunan. Sinar (Gambar 3) dipanaskan dari sisi atas oleh sinar matahari, dari bawah memiliki suhu yang sama dengan suhu ruangan. Fenomena yang sama terjadi pada batang bimetal karena ekspansi termal yang tidak merata dari bahan konstituen pada suhu yang sama atau balok kayu asimetris dipotong dari log, sebagai akibat dari perubahan kelembaban udara.

Penggeseran

Struktur bangunan terdiri dari bagian-bagian terpisah, sumbu-sumbu yang dihubungkan ke jaringan struktur modular. Deformasi bagian-bagian bangunan dapat menyebabkan pergerakan titik kontrol aksial dan berkontribusi terhadap deformasi seluruh bangunan.

Beban dari tumpang tindih (Gambar 4.1) sedikit mengubah posisi kapak bangunan. Kekuatan angin (Gambar 4.2), sebaliknya, menyebabkan perpindahan signifikan dari sumbu elemen secara horizontal dan vertikal karena perubahan panjang batang dari bingkai dinding.

Beban dari tumpang tindih
Beban dari tumpang tindih

Deformasi bangunan yang diizinkan oleh instruksi sebagian besar tidak terbatas. Dalam beberapa kasus, pengaruh deformasi elemen bangunan pada karakteristik kinerja atau kompatibilitasnya dengan elemen bangunan lainnya ditentukan dan deformasi yang diizinkan ditetapkan. Konstruksi yang kaku lebih mahal daripada yang fleksibel, jadi perlu untuk membatasi deformasi dengan sangat hati-hati.

Baca juga: Fitur Konstruksi Bangunan Menggunakan Struktur Baja

Di mana dua bagian bangunan atau elemen berdekatan satu sama lain, sebuah sambungan muncul. Sambungan ini dapat memberikan deformasi bebas dari elemen yang berdekatan tanpa pemindahan paksa, atau gaya reaksi yang timbul dari berbagai deformasi karena kekakuan sendi ditransmisikan ke elemen tetangga. Dalam hal ini, deformasi elastis muncul di kedua bagian yang terhubung satu sama lain dan dalam elemen bersama.

Posisi ini berlaku baik pada sambungan antara bagian-bagian terpisah dari bangunan, dan pada sambungan antara elemen-elemen bangunan. Pelanggaran terhadap aturan-aturan ini sering menyebabkan kerusakan pada struktur.
Di masa depan, dampak yang paling penting pada bangunan akan dipertimbangkan.

Pengaruh beban terus-menerus

Ketika mempertimbangkan deformasi berlangsung dari keadaan tertentu dari bangunan, yang ditentukan oleh:

  • dampak dari semua beban permanen; suhu yang ditentukan, kebanyakan 10 ° C;
  • waktu akhir penyusutan dan creep beton;
  • ditentukan oleh kelembaban.

Deformasi yang timbul dari beban konstan adalah precomputed dan diperhitungkan ketika menetapkan bentuk akhir dari elemen bangunan. Jika bagian-bagian atau bagian-bagian tertentu dari struktur terbuat dari baja, maka efek deformasi dimanifestasikan sebagai berikut:

  • Kolom terkompresi dan dinding beton bertulang yang diperkuat dipersingkat. Pengaruh ini tidak signifikan dalam banyak kasus;
  • elemen yang membentang memanjang. Hal ini terbukti, misalnya, dalam pemasangan rumah gantung, didukung oleh dukungan besar-besaran, karena perpanjangan mereka ditambahkan bersama dengan pemendekan struktur inti terkompresi dari inti rigiditas;
  • sambungan vertikal diperoleh dari beban vertikal tekanan kompresi, yang terdeteksi selama instalasi;
  • Struktur bantalan lantai melengkung di bawah pengaruh beban konstan. Balok baja dapat diberikan di gedung pabrik dengan menekuknya ke atas, tetapi ini membutuhkan proses kerja tambahan, yang secara alami meningkatkan biaya mereka. Oleh karena itu, terutama dengan lift konstruksi, hanya balok dengan bentang besar (kira-kira dari 10 m) yang dibuat.

Pengaruh beban sementara Deformasi dari beban sementara hanya bertindak pada tumpang tindih. Pembatasan mereka penting untuk:

  • bangunan di mana perangkat sensitivitas tinggi ditempatkan;
  • keandalan dan kerapatan dinding eksternal;
  • pencegahan retak di partisi.

Biasanya, nilai batas untuk defleksi struktur lantai beban-beban dari pemuatan sementara diambil dalam ukuran berikut:

  • Hanya defleksi dari aksi beban sementara yang terbatas, karena lendutan dari beban konstan dapat disamakan dengan pengangkatan struktural struktur pendukung lantai.
  • Seseorang dapat setuju dengan aturan praktis bahwa sekitar sepertiga dari jumlah total beban sementara jatuh pada beban dari elemen tetap – partisi dan dari peralatan yang jarang dipindahkan, misalnya furnitur; sekitar sepertiga adalah beban yang benar-benar berubah dan sekitar sepertiga adalah cadangan untuk munculnya beban jangka pendek, misalnya, dari beban manusia.
  • Sepertiga pertama dari beban sementara dapat diperhitungkan bersamaan dengan beban konstan. Sepertiga terakhir stres sementara jarang terjadi. Deformasi yang disebabkan oleh beban ini setelah penghapusan itu berhenti.
  • Partisi harus memiliki deformabilitas yang memadai untuk melihat bagian deformasi tumpang tindih, yang muncul dari beban sementara.

Pengaruh angin horisontal dan beban seismik

Jika dampak seismik harus diperhitungkan, bangunan dihitung untuk stabilitas, dan bukan untuk deformabilitas.
deformasi horisontal bangunan karena angin memiliki semua bangunan bertingkat tinggi yang sama, terutama dalam, penting. Akuntansi mereka tidak hanya mempengaruhi struktur sistem operator, tetapi juga desain seluruh bangunan.

Bangunan-bangunan tinggi dapat berayun di bawah pengaruh angin. Fluktuasi meningkatkan ruang lingkup mereka dan dapat merusak bangunan bertingkat tinggi dan kesehatan orang-orang di dalamnya.

Pengaruh perubahan suhu

Untuk menilai pengaruh perubahan suhu (Gbr. 5), perlu diketahui fluktuasi suhu udara luar. Suhu udara di Eropa berkisar dari -30 ° C hingga + 30 ° elemen konstruksi C. Individu, terutama bagian baja berwarna gelap mungkin karena paparan sinar matahari langsung suhu 80 ° C.

Pengaruh perubahan suhu
Pengaruh perubahan suhu

Perbedaan suhu yang besar adalah khas untuk semua bagian bangunan selama konstruksi, dan dalam operasi – hanya untuk bagian yang terkena suhu di luar ruangan.

Deformasi dari perubahan suhu menyebabkan konstruksi sambungan antara bagian-bagian bangunan. Lokasi yang benar dan lebar spesifik dari sendi diperlukan untuk menghindari kerusakan struktur dan struktur bangunan dalam operasi.

Selama pembuatan elemen bangunan prefabrikasi mereka biasanya fluktuasi suhu ringan, karena kedua elemen baja dan diperkuat elemen prefabrikasi beton diproduksi dalam lokakarya tertutup. Berdasarkan hal ini, dapat disimpulkan bahwa elemen-elemen bangunan ini memiliki dimensi desain pada suhu desain 10 ° C.

Selama instalasi, struktur baja dapat terkena suhu, yang kadang-kadang berbeda secara signifikan dari desain; Dalam kasus ini, tekanan internal tambahan muncul dalam sistem statis tak tentu. Struktur beton monolitik atau bagian beton bertulang prefabrikasi dengan lapisan yang diisi harus mengalami fluktuasi suhu yang besar selama periode konstruksi.

Bagian-bagian baja yang teduh, seperti balok berikat, memiliki suhu sekitar selama pemasangan.
Tanpa pemanas, dapat diakses oleh efek udara luar bingkai bangunan merasakan fluktuasi suhu udara luar. Bagian bangunan yang terkena sinar matahari langsung dapat memiliki suhu tinggi.

Dalam gedung yang dipanaskan yang dioperasikan, suhu internal berfluktuasi antara 15 dan 25 ° C dan dapat menurun dengan kegagalan pemanasan sementara. Beberapa variasi besar dimungkinkan tergantung pada isolasi elemen bantalan lapisan dengan atap datar.

Dinding eksternal karena pergerakan titik-titik pengerasan mengalami deformasi total dari deformasi bangunan dan deformasi elemen-elemen dinding luar. Deformasi dapat dirasakan oleh jahitan antara elemen-elemen dinding luar.

Kolom baja yang tidak dimurnikan dalam bangunan yang dipanaskan terpapar suhu di luar ruangan. Facing pelindung panas mengurangi pemanasan kolom dengan sinar matahari langsung, tetapi tidak dapat mencegah kolom dari pendinginan selama periode beku berkepanjangan.

Ketika kebakaran mungkin timbul perubahan suhu yang besar, dan akibatnya peningkatan yang signifikan dari dimensi, terutama dalam struktur lantai bearing. Ini diperhitungkan ketika menentukan jarak antara sambungan bangunan, untuk menghindari deformasi yang tidak perlu jika terjadi kebakaran.

Toleransi dalam desain bangunan bertingkat

Dalam industri konstruksi, tidak diperlukan sistem toleransi, sampai semua bagian diproduksi atau disesuaikan di lokasi konstruksi. Di pabrik manufaktur deviasi ukuran detail bangunan yang elemen siap harus dihubungkan, harus dipertimbangkan dalam proses manufaktur. Sayangnya, bahkan saat ini, dalam banyak kondisi teknis, referensi tentang toleransi jarang dibuat.

Sehubungan dengan peningkatan skala pra-fabrikasi elemen, pembatasan ketat dari dimensi produk diperlukan oleh toleransi, untuk menghindari kerja yang tidak perlu dalam pemasangan untuk pemasangan elemen bangunan. Di Jerman, ini dimulai dengan dirilis pada tahun 1972 dari norma DIN 18201, 18202 dan 18203.

Standar dirancang untuk konstruksi struktur bata dan beton. Untuk struktur yang dibangun dari produk jadi, norma-norma ini tidak cukup, misalnya, untuk struktur yang terbuat dari struktur baja, dari produk beton bertulang prefabrikasi yang akan dihubungkan ke struktur baja, dan untuk melampirkan struktur dinding eksternal dan internal.

Bantuan besar diberikan oleh instruksi kerja M2, yang diterbitkan oleh Perusahaan Konstruksi Industri (AGI). Ukuran toleransi bangunan tergantung pada kondisi spesifik di mana komponen struktural akan digunakan:

  • suhu, yang bisa berbeda dari luar dan dalam;
  • memuat dengan beban konstan dan variabel;
  • faktor waktu untuk deformasi tergantung waktu, seperti creep dan penyusutan beton;
  • kelembaban bahan bangunan, misalnya di bagian kayu.

Struktur baja memiliki toleransi yang sangat kecil dibandingkan dengan struktur dari material lain. Alasannya adalah sebagai berikut:

  • Profil baja diproduksi dengan toleransi yang ketat;
  • pengolahan struktur baja dilakukan di pabrik-pabrik yang memastikan presisi tinggi dari elemen manufaktur;
  • Bagian-bagian baja tidak mengalami deformasi dari waktu dan kelembapan;
  • deformasi elastis bagian-bagian baja dari pemuatan dan ekspansi temperatur dapat ditentukan dengan sangat akurat dengan perhitungan;
  • Dimensi produk beton bertulang prefabrikasi yang dipasang bersama dengan rangka baja harus cukup akurat dan menempati tempat yang ditentukan secara ketat dalam struktur.
  • Rangka baja juga menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk penambahan atau inklusi elemen selesai lainnya dengan toleransi yang relatif kecil.

Untuk struktur prefabrikasi, dimensi dalam pandangan toleransi disorot dalam gambar. Untuk struktur baja, dimensi ini biasanya tertutup dalam persegi panjang dan toleransi diizinkan. toleransi marjinal mungkin sama, misalnya 3000 ± 10 (Gambar. 1.1), m. E. Maksimum panjang diperbolehkan dari elemen 3010 mm, terkecil 2.990 mm, atau berbeda, misalnya, 3000 + 15 / -40 (Gambar. 1.2), t yaitu yang terpanjang adalah 3015 mm, yang terkecil adalah 2960 mm.

Info menarik: Konstruksi Baja WF, CNP, H-Beam + Panel Lantai: Cara Cepat Membangun

Dimensi struktur prefabrikasi untuk baja
Dimensi struktur prefabrikasi untuk baja

Jika satu ukuran toleransi adalah 0, maka toleransi positif 3000 + 20 (Gambar 1.3) atau toleransi negatif 3000-20 diindikasikan (Gambar 1.4).

Dimensi struktur prefabrikasi untuk baja
Dimensi struktur prefabrikasi untuk baja

Ketika menetapkan toleransi, harus diingat bahwa biaya produksi dengan toleransi kecil meningkat sangat cepat.
Toleransi dalam struktur dan toleransi dalam elemen bangunan harus dibedakan.

Toleransi dalam struktur

Toleransi dalam struktur selesai harus memastikan lokasi elemen bangunan dalam volume yang direncanakan untuk mereka, terhubung dengan titik-titik tetap bumi.

Terpasang:

  • deviasi yang diperbolehkan untuk panjang dan lebar struktur dan bagian-bagian struktur, untuk garis kontur dalam rencana, pitch sumbu dan ukuran grid modular;
  • penyimpangan yang diizinkan dalam penyelarasan unsur-unsur dalam rencana dan untuk ukuran sudut;
  • penyimpangan yang diizinkan untuk interval tinggi;
  • penyimpangan yang diizinkan dalam keselarasan sepanjang vertikal.

Toleransi elemen bangunan

Dimensi sebenarnya dari elemen bangunan harus terletak di dalam batas toleransi yang menetapkan bahwa dimensi nominal dari bagian dapat ditingkatkan atau dikurangi dengan jumlah toleransi dari ukuran nominal. Antara elemen bangunan ada celah untuk sendi. Ukuran nominal f dari sendi dapat meningkat atau menurun dengan jumlah toleransi dari kedua elemen yang berdekatan. Dalam kasus ekstrim, celah pada sendi bisa menjadi nol.

Detail bersama antara dua elemen bangunan harus dapat disesuaikan atau dideformasi sehingga ukuran sendi terbesar dan terkecil dapat direalisasikan. Selain itu, harus ditentukan apakah deformasi dari beban atau perubahan volume bahan bangunan (perbedaan suhu, penyusutan, dll.) Dapat muncul di antara elemen-elemen bangunan, yang memperpanjang atau memperpendek dimensi elemen sambungan. Oleh karena itu, hal ini dibayangkan:

  • tambahan deviasi dalam dimensi elemen bangunan;
  • tambahan penyimpangan dari bagian atas elemen bangunan.

Sistem toleransi menciptakan prasyarat untuk konstruksi prefabrikasi. Ini juga memberikan dasar untuk memutuskan siapa yang harus membayar biaya pekerjaan tambahan untuk penyimpangan besar dari toleransi.

Untuk pemesanan dan informasi harga konstruksi baja, hubungi:

Iyet Hidayat
Telp/sms : 0821-7824-2523
WA : 0821-7824-2523

Komentar Semudah di Facebook
Deformasi Dalam Desain Bangunan Bertingkat
5 (100%) 1 vote