Struktur bangunan yang kuat dengan rangka baja

Kerangka bangunan kaku memiliki keuntungan bahwa kolom di antara kolom tidak dibatasi oleh kawat gigi miring. Memberikan kekakuan bangunan dengan rangka dalam struktur yang terbuat dari konstruksi baja adalah cara yang paling umum, tetapi Anda selalu perlu memeriksa apakah ada solusi lain. Struktur rangka bentang besar relatif deformatif, perpindahan dari aksi gaya horizontal di dalamnya lebih besar dari pada struktur padat atau kisi. Kerangka baja, biasanya, berfungsi secara bersamaan sebagai kolom,rangka garis lintang – balok struktur yang tumpang tindih.

Bentuk rangka baja

Kerangka bangunan dari konstruksi baja memiliki berbagai bentuk. Ulasan berikut terbatas pada bingkai persegi panjang. Elemen frame dapat berbatasan dengan sudut engsel atau kaku. Engsel dapat diberikan baik pada dukungan dan di bagian atas kolom.

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

Bentuk rangka baja
Bentuk rangka baja

1. Rangka baja bentang tunggal adalah sistem yang kaku, jika empat dari simpul bingkai tidak lebih dari tiga berengsel dan setidaknya satu kaku. Dalam hal ini, rakitan rangka baja yang kaku harus menyerap seluruh momen lentur. Bingkai ini disebut rangka tiga berengsel.

2. Jika bingkai memiliki dua rakitan yang kaku, momen yang dirasakan oleh unit rangka individu hampir setengahnya. Kerangka seperti ini disebut dua berengsel. Jika engsel dalam kolom mendukung, hanya gaya horisontal dan vertikal yang dipindahkan ke fondasi dari beban angin.

3. Yang paling kaku frame bentang tunggal tidak memiliki engsel. Pondasi dalam kasus ini juga membutuhkan momen lentur.

4. Bentang lain dapat dilekatkan pada kerangka bentang tunggal, yang mungkin hanya memiliki engsel rakitan yang kaku.

5. Jika di bidang yang berdekatan beberapa atau semua node kaku, kerangka multi-span diperoleh di mana momen-momen lentur di simpul dari beban horizontal menurun sesuai.

6 dan 7. Bingkai bentang tunggal atau multi-bentang dipasang satu sama lain, membentuk bingkai bertingkat.

8. Dukungan menengah dari baut bingkai pada posting engsel.

9. Di lantai loteng, adalah mungkin untuk menggunakan palang miring yang sesuai dengan kemiringan atap.

Jumlah elemen bingkai optimal

Seringkali muncul pertanyaan apakah semua atau hanya kolom individu yang terlibat dalam kerangka kerja sebagai rak bingkai. Sudut pandang yang berbeda ditunjukkan dalam contoh sederhana.

Rangka baja empat tingkat empat pilar

Semua cakram melintang adalah kerangka empat tingkat empat pilar. Disk longitudinal dirancang dalam bentuk bingkai enam lantai empat kolom. Kekuatan horizontal didistribusikan ke semua kolom. Solusi ini paling cocok untuk gedung-gedung tinggi.

Rangka baja empat tingkat empat pilar
Rangka baja empat tingkat empat pilar

Rangka baja dua tingkat empat tingkat

Dalam arah melintang hanya dua disk dari bingkai bertingkat yang dibentuk dan hanya kolom tengah yang terhubung secara kaku ke palang. Dalam arah longitudinal, hanya satu rentang yang dibuat dalam bentuk rangka baja dua tingkat empat tingkat. Karena konsentrasi gaya di beberapa kolom internal yang kaku, semua kolom lain harus dihitung sebagai struktur yang hanya memuat beban vertikal. Berkat ini, secara keseluruhan, penghematan material tercapai. Hal yang sama berlaku untuk pondasi. Pondasi di bawah pilar utama harus lebih besar dari yang lain.

Rangka baja 2 tingkat 4 tingkat
Rangka baja 2 tingkat 4 tingkat

Rangka baja multi-span multi-lantai

Bangunan universitas, yang terdiri dari elemen standar, memiliki kekakuan yang sama di kedua arah karena rangka baja multi-span multi-lantai. Partisi internal tidak melanggar tata letak bebas bangunan. Bingkai bertingkat dalam arah transversal dibentuk dari jalur dan kolom channel yang ditempatkan berpasangan, dalam arah longitudinal, crossbars yang sama ditempatkan di antara kolom. Konstruksi langit-langit, yang terdiri dari balok-balok lembaran dengan jarak 1,8 m dan pelat, bergantung pada berjalan. – Kerangka gedung universitas baru di Berlin Barat (Dahlem), dirancang oleh sistem Krupp-Montex.

Rangka baja multi-span multi-lantai
Rangka baja multi-span multi-lantai

Rangka baja tiga tingkat

Bangunan perkantoran dengan rencana persegi dan kolom kotak 11 m. Kekakuan bangunan disediakan dengan dua spasi di kedua arah tiga rentang rangka baja bertingkat. Bangunan hanya memiliki empat kolom internal. Karena konstruksi bingkai, bidang antara kolom bagian dalam bebas dari ikatan atau disk padat. – gedung erkantoran Warren Petroleum Corporation di Tulsa, Oklahoma (AS). Arsitek: Skidmore, Owings and Merrill.

Rangka baja tiga-tingkat bertingkat tiga
Rangka baja tiga-tingkat bertingkat tiga

Rangka baja gedung garasi

Kedua bagian dari gedung garasi diimbangi dengan setengah tinggi lantai lantai, yang terhubung satu sama lain menggunakan landai Dumy. Untuk memastikan kekakuan bangunan dalam arah melintang, struktur rangka dirancang. Balok-tanggul landai terikat secara kaku ke kolom tengah bingkai.

Kolom longitudinal tengah, secara kaku terhubung dengan panduan untuk utilitas membentuk multi-span bertingkat struts bingkai demi sedikit. Jadi berapa kali statis tak tentu sistem frame memiliki margin yang signifikan, sesekali off dari pekerjaan akibat kerusakan baut tunggal tidak masalah.

Desain konstruksi ini adalah contoh penggunaanelemen yang dibuat ekonomis untuk keperluan lain, untuk memastikan kekakuan bangunan.

Penyediaan kekakuan bangunan bertingkat tinggi

Di gedung-gedung bertingkat tinggi, pilihan kekakuan yang tepat sangat penting, karena bagian penting dari biaya membangun gedung-gedung tinggi jatuh pada penyediaan kekakuan (hingga 50% dari konsumsi baja). Beban horisontal utama ditentukan oleh pengaruh angin dan seismik. Karena yang terakhir dalam banyak kasus tidak memainkan peran besar, hanya pengaruh angin yang dipertimbangkan. Angin menyebabkan deformasi dan, sehubungan dengan pembentukan vortisitas, getaran bangunan.

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

Tekanan angin

Kecepatan Angin

Tekanan angin statis tergantung pada kecepatan angin, ketinggian bangunan, bentuk bangunan dan kehalusan permukaannya. Di sebagian besar negara, berdasarkan perhitungan adalah kecepatan angin tertinggi, diukur selama periode 50 atau 100 tahun pada ketinggian h10 = 10 m di atas tanah (diperkirakan kecepatan angin). Di Jerman, V10 = 30 m / s.

Kecepatan angin Vn meningkat dengan meningkatnya ketinggian. Rasio Vn / V10 ditunjukkan pada Gambar. 1 untuk kondisi yang berbeda. DIN 1055 (lembar 4) hanya menyediakan satu tahap muatan (kurva a) di Jerman dan tidak menyediakan data untuk struktur yang sangat tinggi. Di AS (menurut Lipots), peningkatan kecepatan angin yang lebih lambat dengan meningkatnya ketinggian di daerah yang dibangun diterima.

Kecepatan Angin
Kecepatan Angin

Tekanan angin berkecepatan tinggi qb = V2 / 16.

Koefisien aerodinamis

Bentuk bangunan sangat penting untuk beban angin w = cq, di mana c adalah koefisien aerodinamis, yang untuk bangunan menara adalah 1,4-1,6. Nilai yang lebih akurat untuk gedung tinggi hanya dapat memberikan tes aerodinamis. Selalu berusaha untuk rencana simetris (Gambar 2.1 dan 2.2). Rencana asimetris atau terbalik-simetris, seperti pada Gambar. 2,3, tidak dapat diterima untuk bangunan bertingkat tinggi, karena mereka menyebabkan, selain tekanan lentur, juga torsi. Memberikan kekakuan mereka adalah alasan untuk peningkatan nilai yang signifikan.

Koefisien aerodinamis
Koefisien aerodinamis

Permukaan kasar atau halus suatu bangunan dapat memberikan nilai pada koefisien dengan pengaruh besar yang ditentukan oleh penelitian.

Deformasi bangunan horizontal

Dimensi deformasi

Defleksi horizontal meningkat dengan ketinggian bangunan dan semakin kurang, semakin handal sistem kekakuan. Toleransi tidak terbatas pada instruksi. Menurut data Amerika, deviasi teoritis dari gedung-gedung bertingkat tinggi terletak pada kisaran dari 1/200 hingga 1/800 dari tinggi mereka. Secara umum, bangunan dengan penyimpangan dari 1/400 hingga 1/600 dari tinggi badan mereka dapat dianggap sebagai cukup kaku.

Pengetahuan tentang deformasi yang diharapkan dari struktur penting untuk perhitungan dan pemasangan ekstensi yang dapat dipasang. Dinding eksternal dan internal yang tidak terlibat dalam transfer gaya horizontal harus diatur sedemikian rupa sehingga mereka dapat menahan deformasi yang diharapkan dari bangunan tanpa retak yang tidak diinginkan atau kerusakan lainnya.

Jenis osilasi

Sifat vibrasi struktur tinggi tunduk pada penyelidikan. Frekuensi osilasi alami harus berbeda secara signifikan dari frekuensi osilasi angin. Dalam rangka mempercepat diperoleh karena pengaruh angin, itu tidak menyenangkan bagi manusia, itu harus kurang dari 0,5 m / s2.

Pada Gambar. 3 menunjukkan hubungan antara waktu karakteristik osilasi λ skala bangunan getaran (amplitudo) AG dan muncul dari akselerasi maksimum ini dengan% dari percepatan gravitasi g = 9,81 m / s2. Notasi:
Untuk penjelasan ilustrasi: .. 15% dari percepatan g, yaitu 0,15g = 0,15 • 9,81 = 1,57 m / s2 sesuai dengan, yaitu 10 detik dari posisi diam mencapai kecepatan 53 km h.

waktu osilasi alami
waktu osilasi alami

Kemampuan konstruktif

Kekakuan bangunan bertingkat tinggi disediakan oleh pekerjaan struktur yang dijelaskan dalam bab ini: rangka, ikatan, disk dinding.

Seringkali, semua palang lintang dan kolom juga melekat erat pada ikatan kisi atau di lantai bawah, dinding beton bertulang tambahan juga ditambahkan.

Struktur yang memberikan kekakuan harus melewati semua lantai ke tanah. Persyaratan untuk besar kolom ruang bebas di lantai dasar dapat menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam biaya karena pengenalan unsur-unsur berat khusus untuk transmisi pasukan dari lantai atas ke kolom sumbu kolom lainnya.

Diafragma besar untuk memberikan kekakuan bangunan

Jika kebutuhan bangunan besar, seperti dinding firewall, dinding tangga, dinding poros lift atau poros peralatan teknik, mereka digunakan untuk memberikan kekakuan bangunan. Karena dalam konstruksi dengan menggunakan rangka baja, kekakuan bangunan dapat dipastikan dengan bantuan ikatan kisi, dinding masif tidak ekonomis.

Inti kekakuan dengan penempatan sarana transportasi vertikal

Dari konstruksi beton bertulang, gagasan “inti” besar diambil, yaitu, dari menara di mana lift shaft, tangga dan poros peralatan teknis berada, dan sering unit sanitasi. Desain ini juga cocok untuk struktur dengan rangka baja; tetapi seringkali solusi lain lebih baik, karena untuk komunikasi vertikal dalam struktur dengan rangka baja, hanya lubang di lantai yang sering dibutuhkan.

Baca juga: Fitur Konstruksi Bangunan Menggunakan Struktur Baja

Peletakan tangga dan area tangga dalam hal ini ditangguhkan dari balok. Untuk proteksi kebakaran jalur komunikasi vertikal dengan rangka baja, dinding beton bertulang berat tidak diperlukan. Ada konstruksi bahan konstruksi ringan dan murah. Nodul saniter juga tidak perlu ditempatkan di dalam inti kekerasan masif. Untuk melewati fasilitas komunikasi, seringkali diperlukan lubang-lubang besar di poros dinding yang menggunakan mereka sebagai cakram angin menjadi sulit. Kekakuan terhadap angin dalam kasus-kasus ini sering lebih baik dilakukan dengan bantuan ikatan kisi vertikal bentang besar, tetapi ini bukan satu-satunya solusi.

Karya produksi

Metode kerja monolitik

Dinding diafragma masif atau inti kekerasan dapat dibuat dari beton bertulang monolitik. Pada inti kekakuan yang tinggi, Anda dapat menggunakan formwork geser.

Ketentuan konstruksi

Dalam jadwal konstruksi, pembuatan bagian beton bertulang dan pemasangan rangka baja harus dikoordinasikan dengan hati-hati satu sama lain. Hard disk dinding harus dibuat bersamaan dengan pemasangan frame. Inti stiffener disarankan untuk sepenuhnya memproduksi terlebih dahulu. Ini memungkinkan untuk menggunakan mekanisme pengangkatan untuk memasang kerangka baja.

Toleransi

Perlu mempertimbangkan perbedaan toleransi yang diambil selama pembangunan beton bertulang monolitik dan dengan rangka baja. Hal ini harus diingat ketika merancang koneksi antara inti kekerasan karkas dan beton, meninggalkan celah yang cukup di dalam sambungan ini yang tertanam di tempat selama pemasangan.

Koneksi

Balok rangka baja harus tersambung dengan kuat dengan dinding beton bertulang yang menyediakan kekakuan bangunan. Balok menyampaikan reaksi dukungan vertikal ke dinding beton bertulang, dan sebagian kekuatan horizontal.

Elemen beton bertulang prefabrikasi

Proses konstruksi organik diperoleh dalam kasus ketika dinding dirakit dari elemen beton bertulang selesai. Upaya dalam sambungan antara dinding dan struktur baja ditransmisikan melalui profil baja terbungkus. Berkat ini, koneksi yang ketat sudah terjadi selama instalasi. Namun, metode konstruksi ini hanya berlaku di gedung dengan ketinggian terbatas.

Untuk objektivitas solusi, kami membandingkan berbagai sudut pandang. Dinding besar atau inti yang kaku sangat bermanfaat:

  • jika lift atau tangga dapat memberikan kekakuan bangunan dan pada saat yang sama perlindungan api (ketika menggunakan beton berat, itu cukup 14 cm untuk dinding firewall dan 10 cm untuk dinding tahan api);
  • jika tautan kisi yang ditetapkan dalam kerangka tidak cukup kaku atau jika tidak sama sekali;
  • jika menara beton lift dan tangga berdiri di luar gedung, dan untuk penggunaan yang fleksibel dari luas lantai, langkah besar dari kolom diterapkan.

Ikatan jaringan dianjurkan:

  • jika mungkin pengaturan langka ikatan vertikal ringan;
  • Jika lift dan tangga tidak cocok bersama;
  • Jika tangga tidak terletak di atas satu sama lain, tetapi dipasang di lantai terpisah di tempat yang berbeda;
  • jika lift dan menara tangga direncanakan dalam cahaya, bingkai kaca di luar gedung;
  • jika waktu konstruksi dari inti kekakuan yang besar tidak memungkinkan penggunaannya sebagai koneksi yang kaku;
  • jika dinding poros memiliki lubang besar.

Kekakuan gedung perkantoran 20 lantai disediakan oleh inti kekakuan segitiga, dibangun dalam bentuk bekisting. Pada inti kekerasan, mekanisme pengangkatan dipasang untuk pemasangan struktur baja. Setelah selesainya konstruksi utama, suprastruktur dibangun di dua lantai.

Gedung perkantoran dua puluh dua ini diperkuat dengan inti konkrit yang diperkuat, yang mencakup shaft lift, tangga dan poros peralatan teknis. Inti kekerasan dibuat sebelum pemasangan dalam pengerjaan geser.

Gedung perkantoran dua puluh dua
Gedung perkantoran dua puluh dua

Dua konsol untuk merakit struktur baja terhubung ke inti. Untuk mengamankan balok di beton bertulang, pelat baja terkunci dalam baja, yang selama pergerakan bekisting geser dipertahankan dengan menggunakan anchular steel anchors. – Pusat Eropa di Berlin Barat. Arsitek: Hentrich dan Petchnig.

Untuk pemesanan dan informasi harga konstruksi baja, hubungi:

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

Komentar Semudah di Facebook
Struktur bangunan yang kuat dengan rangka baja
5 (100%) 1 vote