Struktur Kabel Dan Jaring

STRUKTUR BENTANG LEBAR ANNAS MA’RUF

STRUKTUR KABEL DAN JARING

Setelah ditemukan kabel baja tegangan tinggi sebagai gantungan pada

konstruksi jembatan yaitu Struktur Kabel Dua Dimensi (letak kabel pada bidag

datar), selanjutnya berkembang menjadi strukur Atap Gantung Ruang. Penutupnya

adalah (membran) bahan ringan, kuat, tahan cuaca, diantaranya fiberglass, acrilyc

dsb yang dipasang di antasa jala-jala (jarring) dari kabel mutu tinggi.

Oleh karena itu sifat struktur kabel dikenal dengan bentuknya yang tidak

kaku, dan penggunaan material yang lentur, dapat dibentuk dengan cara tertentu

dan terkunci oleh ujung yang dimatikan. Pada pembentukannya memanfaatkan

fungsi bentuk ,aterialnya yang pada ujung tertentu dapat dikunci setelah terlebih

dahulu diberi gaya tarik sehingga penggunaannya dapat menopang dirinya sendiri

dan dapat membentuk bentang ruang yang luas pada penggunaan kolom tengah.

Karena sifat dari kabel yang tidak kaku itu tidak dapat mendukung beban

tekan (tekuk), tetapi kuat menahan gaya tarik saja, mak struktur kabel pada

prinsipnya adalah mengusahakan pada kabel tersebut hanya bekerja gaya tarik

saja. Struktur kabel melimpahkan gaya-gaya tarik pada kabel-kabel, sedang gaya-

gaya tekan disalurkan kepada komponen pendukung lainnya (tiang atau balok).

Pada system struktur kabel, jelas tidak hanya kabelnya saja yang

berpengaruh, tetapi ada bebarapa komponen lainnya. Stuktur kebel ini mempunyai

komponen-komponen utama seperti;

1. Tali baja

2. Joint kabel dan membrane (cladding)

3. Selaput/tenda (membrane)

4. Balok pengaku (compression ring dan tension ring)

5. Tumpuan/kolom dan penambat (angkur)

Fenomena struktur tarik yang luar biasa adalah besaran system structural

bebas dari bbesaran bentang. Karena itu kabel adalah komponen struktur yang

sangat ekonomis untuk menutup permukaan yang luas. Keringanan kabel sangat

mengurangi beban sendiri sebuah konstruksi, untuk bentang yang meliputi ratusan


1


meter, struktur kabel mengungguli semua system lain karena daya tahannya besar

terhadap gaya tarik. Kabel sangat fleksibel karena diameter sangat lebih kecil dari

panjangnya, sifat fleksibel ini menunjukan daya lengkung (deformasi) yang

terbatas sesuai dimansi kabel itu sendiri. Konstruksi semacam ini sering disebut

sebagai konstruksi minimum, kerena konstruksi ini meneruskan beban ruar dengan

deformasi minimum kepada penyangga.

Analogi dengan struktur kabel dan jaring adalah jarring laba-laba sebagai

contoh biomorfik yang merupakan permukaan bidang (dua dimensi) serta

mempunyai perubahan bentuk (deformasi) yang elastis. Sarang laba-laba yang

menjadi sumber informasi bagi struktur bangunan adalah jenis araneus

diademaitus dan jenis cytrophora citricola.

Jenis araneus mambuat jaringnya berkeliling pada jaringan radial secara

logarismis spoiral dan di titik pusat ada bulatan adalah untuk menggantingkan

jarring ke dahan pohon.

Jenis cytrophora membuat jaringnya berganda banyak (mega-web) dan

digantungkan secara berganda pula pada titik penahan

Jaringan Laba-laba jenis Cryphora citicola

Jaringan Laba-laba jenis Araneus Diadematus

Gambar 1. bentuk jaring laba-laba


2


Perkembangan Struktur Kabel

Sejak zaman purba (3400SM), pelaut-perlaut memanfaatkan energi angin

melalui gabungan membrane regangan udara dan kabel-kabel yang digantung

pada tiang yang dinal sebagai layer. Bantuk layer menghasilkan gaya aerodinamis

dan perbedaan tekanan udara dari salah satu sisinya dan tiupan angina

menggerakan perahu tersebut.

Sangat sulit dijelaskan kapan pertama kali manusia membangun struktur

gantung (suspension struktur). Namun jembatan jembatan gantung dengan sifal

lentur dari bamboo dan rotan memberikan solusi ideal yang ditemukan pada

bangunan jembatan di pegunungan himalaya. Jembatan-jembatan yang

mengagungkan dari Naga dan Nung, suku bangsa dari perbatasan Tibet dan

Birma, menunjukan suatu prestasi yang sangat hebat sat itu.

Di Cina, tali dan rantai besi digunakan sebagai jembatan gantung.

Referensi awal sejak 90 SM jembatan gantung Kuanhsien di atas Sungai Min

(bentang 65 M) terdiri delan bentang dengan total panjang 350 m, menunjukan

gambaran pengaruh teknologi jembatan Cina menembus ke Eropa. Teknologi barat

dapat melampaui kehebatan yang dicapai oleh Cina dengan menemukan kabel

baja sebagai material utama jembatan gantung Marrimac River di Massachusets

(1809)

gambar 2. Perahu layar dan Jembatan Gantung


3


Improvisasi dari kabel katanari (lengkung ke bawah) pada arsitektur

bangunan dipelopori oleh Bernard Lafaille dalam pameran bangunan Pavilon di

Zagreb Yugoslavia tahun 1935. Lafaille juga mengembangkan struktur tegangan

atap lembaran (sheet) metal. Oleh Mattew Nowiski dengan struktur kabel pada

State Fair Arena Raleinh di North Calotina, yang mamulai variasi bentuk baru

dengan bentuk denah melingkar dan penumpu (support) darei lengkung beton

tekan (1950)

Atap lengkung gemulai dari Hocky Ring dari Yele University 1956-1958,

versi bentuk balok penumpu. Balok dari lengkung parabola lurus di tengah

bangunan menggambarkan lunas sebuah kapal terbalik, tempat menggantung

kabel-kabel ke sisi bangunan.

Arsitektur moderen dengan tema baru dari Kenzo Tange, jelas pada atap

convention hall Shizouka, gymnasium yang indah pada olimpiade Tokyo 1964. atap

dari stadion renang mempunyai konfigirasi tidak simetris. Jarring kabel tersusun

seperti jari-jari lingkaran menggantung di sekeliling tiang penumpu.

Frei Otto, yang mempelopori pemngembangan beberapa tipe baru tenda

pre-stess dan jarring kabel prestres mendapatkan bahwa sangat banyak

kemungkinankonfigurasi dari metoda tiang (mats) penumpu internal maupun

eksternal. Struktur yang strabil dari jenis ini berdasarkan pada permukaan sadel

lengkung genda yang mana prepres dicapai oleh tegangan sel kabel secara

bersama-sama dengan permukaan lengkung lain. Ia membedakan tiga tipe

permukaan yaiutu bentuk sadel, berlipat dan rusuk lengkung, tiap bentuk dapat

digabung-gabung.


4


gambar 3. Beberapa konfigurasi struktur kabel dan tiang (mats)

Usulan pertama jembatan kabel stayed dengan beberapa bentang telah

ditemukan oleh arsitek Prancis, Bernard Poyet (1742-1824) pada Tahun 1821. ia

mengusulkan suatu jembatan bersayap sari dari kabel yang menyebar dalam pola

kipas (angina), menggantung dan ditambatkan memusat di puncak tiang ke titik

panil pada gelagar dek jembatan.

Sejak diperkenalkannya jembatan cable stayed sungai, salah maupun

muara yang berhasil dibentanginya mencapai lebih dari 50 buah. Mulai dari

Danube Cana sepanjang 119 meter di Austria, sampai Rio Lerez di Spanyol yang

unik dengan dua buah sayap parabola-hiperbola. Pylon (tiang tinggi), yang

menjadi satu-satunya pusat penambat kabel berdaya rentang tinggi, seolah

mamacu menciptakan bantang jembatan sepanjang-panjangnya. Contoh tipikal

dari jembatan kabel stayed adalah Niaga Fall 1855 dan jembatan Brooklyn pada

1869-1883. keduanya karya James A Roebling (1806-1869) dan Albert Bride

London. Dibangun dengan system kabel ganda, untuk mencegah efek gaya

aerodinamis yang menyebabkan getaran (fluter).


5


Selama delapan tahun (1929-1937), perkembangan luar biasa dalam

bentang jembatan yaitu 140 m untuk jembatan San Fransisco Golden Gate. Dan

pada tahun 1978 di bangun jembatan Brotonne di Normady, berupa struktur beton

dengan bentang 320 m. lainnya dengan jembatan Rande dengan struktur baja

sepanjang 400 m.

Kehadiran cable-stayed pertama di Indonesia pula menjadi kenyataan.

Jembatan yang tidak saja indah dari segi arsitektur sedang dibangun untuk

menghubungkan pulau Batam dan pulau sekitarnya.

Prinsip-prinsip struktur kabel

Hal penting dalam mempelejari struktur kabel ialah pengetahuan

mengenai kurva atau kumpulan segmen elemen garis lurus yang membentuk

furnicular untuk pembebanan yang diberikan (furnicular artinya tali ). Kabel pada

bangunan digunakan secara horizontal untuk mendukung beban vertical. Secara

alami bentuk furnicular akan diperoleh apabila kabel yang dibebani melengkung

kebawah, seperti balok, adalah petunjuk bagaimana ia mengalami tegangan. Kabel

yang dibebani mengambil bentuk-bentuk geomet ri seperti polygon, parabola,

elips, atau melingkar.

Untuk mendapatkan gambaran mekanisme kabel, khususnya beban-beban

yang beerja secara vertical dapat dijelaskan seperti gambar -5. andaikan seutas

kabel lentur yang kedua ujungnya dipegang kuat oleh angkur pada tembok,

kemudian kabel tersebut diberi beban P secara vertical ditengahnya. Karena beban

P kedua ujungnya tertarik dan membentuk segitiga, tiap bagian kabel memikul ½P

.Selain tiu gaya tarik arah kedalam pada kedua landasan akibat melenturnya kabel

dapat dibagi dalam dua bagian yang sama karena adanya pembebanan simetris.

Bentuk segitiga yang terbentuk karena adanya penurunan yaitu jarak

vertical antara titik terendah dari klabel dengan garis ketinggian titik tumpuan (f),

gaya tarik ini dapat diurai menjadi dua komponen yaitu gaya vertical yang

beasarnya ½ berat beban dan gaya horizontal yang arahnya kedalam.

Optimasi struktur kabel tergantung pada hubungan penuruna terhadap

bentangan. Bila penurunan kecil, kabel harus lebih pendek panjangya tetapi lebih


6


besar potongan melintang ( diameter ) untukmemperoleh kekuatan lebih. Bila

penurunan besar, kabel dapat lebih panjang tetapi lebih kecil potongan

melintangnya karena tidak perlu sekuat semula. Agr dapat mendapatkan lenturan

yang ekonomis untuk memikul bebban terbesarsecar proporsional, penurunan

harus setengah jarak antara tumpuan, membentuk sudut 45 derajat antara kabel

dan garis horizontal.

gambar 5. Geometri kabel dengan beban ditengahnya

Bila sepanjang kabel dibebani merata, maka akan mengambil bentuk

melengkung yang disebut katanari (gambar -6) yang kira-kira serupa dengan biloa

memegang seutas rantai antara kedua tangan dan membiarkannya mengambil

penurunan seccara wajar. Penurunan optimum bagi katenary dalam hubungan

terhadap beban dan material kabel adalah kira-kira 1/3 jarak antara tumpuan atau

3/10 dari bentangan.

gambar 6. Geometri kabel yang dibebani merata


7


Efek Angin

Masalah kritis dalam desain struktur atap yang menggunakan kabel adalah

efek dinamis yang diakibatkan oleh angin. Apabila angina bertiup diatas atap, akan

timbul gaya isap. Dan bila besar beban isap akibat angina ini melampaui beban

mati struktur atap itu sendiri, maka permukaan atp mulai naik. Pada saat atap

mulai naik dan bentuknya menjadi sangat berubah, gaya diatas atap akan berubah

karena besar dan distribusi gaya angina pada suatu benda bergantung pada

bentuk benda tersebut. Karena gaya angin berubah, maka struktur fleksibel

tersebut akan berubah bentuk lagi sebagai rerspon terhadap beba baru ini. Proses

ini akan berulang terus, sebagai akibatnya atapa tidak dapat mempunyai bentuk

tetap, dan akan bergetar (flutter) selama ada gaya angin.

gambar 7. efek dinamis angin pada struktur atap fleksibel

Kelebihan terhadap keringanan struktur kabel tarik menimbulkan banyak

kesulitan. Mereka harus diangkur kebawah daripada dipikul keatas. Masalahnya

adalah bagaimana membangun struktur yang tidak fleksibel dengan menggunakan

material fleksibel. Material tanpa kekauan ini harus dibuat dalam mempertahankan

bentuknya dibawah kondisi pembebanan yang mempengaruhi bangunan.

Beberapa cara untuk mencegah efek flutter seperti berikut


8


A) Beban mati pada struktur

dijadikan sedemikian besarnya

sehingga dapat mengatasi gaya isao

maksimum yang mungkin terjadi

akibat angin. Hal ini sekaligus

mencegah terjadinya resonansi

b) Stayed cable pada kabel dilakukan

pratension

d) Struktur kabel dan pelengkung

kabel ditarik awal pretensioned) c) Kabel menyilang dengan

kelengkungan sebaliknya kebel pada

mulanya ditarik awal. Beban vertikal

menyebabkan gaya tarik pada kabel

atas bertambah dan pada kabel

bawah berkurang.

gambar 8. Mencegah flutter pada struktur atap fleksibel yang diakibatkan oleh efek dinamik angin


9


a. permukaan atap yang berat, sehingga memperbesar gaya tarik kabel

(gambar -8a).

b. dengan kabel menyilang pada struktur kabel stayed. Memberiikan kabel

guy sebagai angker poada titik-titik tertentu untuk mengikat struktur

ketanah (gambar -8b).

c. dengan jarring kabel berlengkungan ganda yaitu kabel menyilang saling

menyeimbangkan dengan pada tiap potongan memanjang lengkungan

harus konveeks dan konkaf pada potongan tegak lurusnya ( menyrupai

bentuk sebuah pelana). Kabel yang utama (konveaks) mencegah

pergerakkan kabel sekunder, yang melakukan pratekan dan menarik

kebawah lapisan yang tergantung, sehingga menstabilkan struktur (gambar

-8c).

d. deangan system kabel ganda yaitu dua kabel yang lengkungannya

berlawanan terletak pada satu bidang vertical (gambar-9). Apabila susunan

yang terlihat poada gambar -9b digunakan, makas susunan itu akan

berperilaku sebagai rangka batang dalam hal elemen strukktur cenderung

mengalami tarik. Karena kedua kabel tengah mengalami pratarik, maka

kecenderungan tersebut mengurangi gaya poada kabel atas dan

menambah gaya tarik pada kabel bawah. Struktur yang terlihat pada

gambar -9a, berperilaku berbeda apabila dibebanio dalam hal kabel atas

yang diberi pratarik mengalami gaya tarik tambahan sementara pratarik

pada kabel bawah berkurang.


10


gambar 9 . sistem kabel rangkap untuk mencegah getaran akibat efek angin

Stabilitasi melalui balok-balok

melintang (transversal), yang

dilakukan ke tanah

Stabilisasi kabel melintang dengan

lengkung berlawanan


11


Gambar 10. sistem pratarik pada kabel stabilisasi menyilang


12


gambar 11. Penyetabilan struktur dengan berat atap

Gambar -12. penyetabilan dengan kabel grid menyilang dengan lengkungan

berlawanan.


13


Sistem prategang dengan kabel stabilisasi menyilang, kemungkinan

kestabilan dari atap gantungan sederhana menuju kabel jarring dengan

lengkungan kabel berlawanan

Penyetabilan pada kabel ganda dapat dibedakan sebagai berikut

(perhatikan pula gambar 9) :

a. kabel stabilisasi dibawah kabel gantung (primer)

b. kabel stabilisasi diatas kabel gantung

c. kabel stabilisasi sebagian diatas dan sebagian dibawah kabel gantung.

Kabel stabilisasi di atas kebel gantung

Gambar -13. Penyetabilan kabel ganda. Kabel penggantung dan kabel stabilisasi

dalam satu bidang.


14


Gambar -15. atap pratekan dengan membran lipat.

Elemen Penumpu

Selain kabel atap actual, elemen struktur lain (tiang, penguat kabel, dan

sebagainya ) diperlukan untuk membentuk struktur gedung. Elemen-elemen

tersebut pada umunya memikul kabel dan merupakan sarana untuk meneruskan

gaya vertical dan horizontal ketanah. Desain elemen-elemen itu sama rumitnya

dengan desain kabel.

Pada desain elemen penumpu, kita dapat menggunakan pondasi yang

langsung menyerap reaksi horizontal atau dengan menggunakan batang tambahan

yang memikul gaya tersebut. Meskipuon desain pondasi yang dapat menyerap

gaya vertical dan horizontal merupakan masalah yang tidak mudah, hal ini dapat

saja dilakukan, bergantung pada kondisi tanah dan kondisi pondasi lainnya.


15


Beberapa jenis elemen penumpu yang ditemukan pada gedung yang

menggunakan kabel. Pada gambar -15a memperlihatkan ;kabel yang ditumpu oleh

pier pada ujung-ujungnya. Dalam hal seluruh gaya-gaya horizontal kabel harus

ditahan oleh pier vertical yang berfungsi sebagai balo kantilever. Karena adanya

gaya horizontal yang besar itu akan timbul momen lentur dan pier sehingga pier

harus dibuat sedemikian rupa besarnya agar dapat memikul lentur itu. Pondasi pier

juga harus didesain untuk menahan momen guling. Penggunaan elemen penumpu

demikian pada dasarnya ekonomis untuk kabel yang dibebani ti8dak terlalu besar

dan mempunyai bentang tidak terlalu besar.

Pada gambar -15b memperlihatkan kabeal yang ditumpu oleh guyed

mats (system penumpu berupa kabeal dan tiang). Apabila mats berarah vertical,

maka gayaa horizontal dipikul oleh kabel guy. Yang mereskan gaya itu ketanah.

Mats (tiang) tiu sendiri memikul gaya aksial tekan. Tidak ada momen lentur yang

terjadi. Tiang tiuy dirancang sebagai kolom yang memikul jumlah komponen gaya

vertical dari kabel utama dan kabel penguat (guy). Karena pondasi tiang (mats)

hanya memikulo beban vertical, desain dan pelaksanaannya lebih mudah. Akan

tetapi, desain pondasi untuk kabel guy lebih rumit karena harus memikul gaya

lateral dan juga gaya uplift (vertical ).

Cara yang lain pada gambar -15c , dimana mats (tiang) mempunyai arah

miring, bukan vertical. Pada kasus ini sebagian gaya horizontal dipikul oleh tiang

miring, dan sisanya dipikul oleh kabel guy. Dengan demikian gaya aksial tekan

pada mats menjadi bertambah sehingga ukurannya bertambah. Sebaliknya, ada

kemiringan mats mengurangi gaya pada kabel guy, dan juga memudahkan desain

pondasi untuk guy.

Penentuan sag pada kabel merupakan variable penting karena panjang

pier maupun mats berhubungan langsung dengan nilai itu. Sag semakin tinggi

berarti elemen penumpu semakin penting. Sag yang mempunyai perbandingan

tinggi : bentang lebih kecil daripada sepertiga biasanya memberikan hasil yang

optimum. Perbandingan sag : bentang sekitar 1 : 8 sampai 1 : 10 sering

digunakan.


16


Sag semakin tinggi berarti elemen penumpu semakin penting. Sag yang

mempunyai perbandingan tinggi : bentang lebih kecil daripada sepertiga biasanya

memberikan hasil yang optimum. Perbandingan sag : bentang sekitar 1 : 8 sampai

1: 10 sering digunakan.

A) Tumpuan pier. Pier vertikal yang menumpu ujung-ujung kabel mengalami gaya aksial teknyang berasal dari komponen vertikal reaksi kebeldan mengalami momen lentur yang berasal dari komponen horizontal reaksi kebel. Sistem ini hanya baik untuk kebel yang mempunyai bentang relatif pendek.

Semakin besar L atau tinggi H semakin besar pula pier yang diperlukan

Sistem gaya dasar. Perhatikan bahwa pondasinya harus mempu mencegah terjadinya guling pada pier

b) Tumpuan guyed mast komponen horizontal gaya ujung kabel diserap oleh guy diagonal untuk selanjutnya diteruskan ke tanah. Masts (tiang) vertikal hanya mengalami gaya aksial tekan. Sistem ini baik untuk kabel berbentang panjang

Diagram benda bebas pada puncak tiang

Apabila kemiringan kabel guy berubah seperti tergambar. Gaya-gaya pada kabel guy akan bertambah. Gaya pada tiang juga membesar

Sistem gaya dasar. Tiang memikul gaya aksial. Fondasi kabel guy harus mencegah terjadinya gelincir dan lepas ke atas pada kabel guy

c) Guyed masts miring memiringkan tiang akan menyebabkan sebagian gaya ujung kabel dipikul oleh tiang sehingga gaya yang dipikul oleh kabel guy berkurang. Sistem ini baik untuk kabel bebentang panjang


17


Diagram benda bebas puncak tiang Sistem gaya dasar masist memikul gaya ke bawah.

Pondari kabel guy harus mencegah gelincir dan lepas (keatas) pada guy

Gambar -14. Berbagai jenis system penumpu kabel.

Material Struktur Kabel

Struktur kabel gantung pada pokoknya terdiri atas tiga bagian utama yaitu

: struktur penumpu (supporting structures), penutup atap (membran ), kabel

penggantung dan bagian-bagian konstruksi (fittings).

a. Elemen penumpu ( supporting structures )

Pada mulanya struktur penumpu yang digunakan adalah kolom-kolom atau

tiang-tiang yang berfungsi sebagai salah satu tumpuan struktur atap dan

sebagai tempat penjangkaran kabel-kabel. Dengan semakin berkembangya

ilmu pengetahuan struktur penumpu, maka tidak terbatas hanya tiang-

tiang/kolom-kolom sebagian penahan akakn tetapi berkembang denga

adanya fariasi bentuk baru, misalnya penggunaan lengkung beton tertekan

gedung Hocky Rink dan gedung Arena Raleigh. Selain tiu dapat juga

digunakan material bajaj.

b. Bahan penutup atap

Material yang umum digunakan pada penutupatp ini merupakan material

ringan, kuat dan tahan terhadap cuaca misalnya fiberglass, acrylic, pelat-

pelat metal. Kekurangan dari material ini adalah adalah tidak terhadap


18


gaya-gaya tekan, lentur dan geser sehingga penggunaanya dihindari

adanya pengaruh-pengaruh tersebut.

Dari sudut pandang structural, membra dapat dikelompokkan menurut

sifatnya yaitu membrane isotrop dan anisotrop (gambar 15). Bahan anyam

(woven fabrics) dianggap sebagai membrane anisotrop karena

memmpunyai sifat yang berbeda dalam arh pengisian dan penutupan

bahan. Bahan ini terdiridari susunan benang dianyam menyilang, dimana

benangnya terbentuk dengan cara memmelintir beberapa filament menjadi

satu dan kemuian dianyam menjadi kain dengan menggunakan salah satu

pola yang dimungkinkan.

Benang-benang dimasukkan kedalam alat tenun pada arah memanjang

disebut benang penutup (warp yarn ) dan yang menyilang disebut benang

pengisi menterupoai pegas disepanjang benang lurus (wap yarn).

Karakteristik perilaku benang penutup dan pengisi yang bersilangan pada

bahan anisotropic, berbeda nyata dengan bahan isotropic yang terdiri dari

bahan palstik film, lembran metal dan bahan semi kaku. Bahan tersebut

masih perlu pilapisan (coated), yang bukan karena alasan tetap bagaimana

membuatnya menjadi tahan cuaca, tahan air dan goresan. Penyambungan

bagian-bagian bahan tersebut dapat direkatkan secra primer dengan cara

pemanasan dan penekanan (presure) bukan sambungan jahitan atau

penyemenan.

Sekarang ini, jenis bahan dipasarkan untuk struktur kabel gantung

menggunakan bahan polyster berlapis polifinil chloride (PVC). Ia tahan

goresan sebagaimana nilon dilapisi vinil dan juga lebih kuat, dan dapt

bertahan dengan perawatan yang cocok sealama 10-15 tahun, sedangkan

nilon hanya 5-7 tahun. Untuk bahan struktur permanen, terutama yang

bangunannya sangat besar semacam stadion, biasanya digunakan

semacam fiber glass berlapis teplon. Walaupun biayanya 5 kali lebih besar

dari polyster berlapis vynil, tetapi fiberglass lebih kuat, lebih keras, lebih

permanent, tahan api dan tahan lama (20 tahun). Permukaan teplon dapat


19


memantulkan 75% panas matahari, dan kualitas tembus cahaya alami yang

diperlukan.

c. Kabel penggantung

Fungsi utama kabel pendukung atp adalah mengalihkan beban dari atap

kebagian sturktur dibawahnya yakni kerangka penopang beban atp

tersebut (kolom-kolom/ tiang-tiang atau lengkungan beton).

Kabel adalah bahan terdiri dari komponena dasar kawat yang ditarik (wire

drawn) dari tulangan baja berkualitas tinggi. Kawat kemudian digalvanisir

dengan proses elektrolit atu hot dip. Saeringkali kawat-kawat tersebut

ditarik lagi setelah digalvanisir dan dikenal sebagai drawn galvanized.

Sejumlah kawat-kawat seperti tiu dipilin membentuk strand. Strand

merupakan bentuk-bentuk dasar gabungan beberapa kawat pada kabel,

sedang rope merupakan gabungan dari beberapa strand dengan jumlah

kawat tertentu.

Gambar 16. jenis-jenis kabel ; a. Kabel strand, b. Kabel rope

Pada konstruksi atap gantung yang paling sering digunakan adalah bentuk

kabel strand, meskipun kenyataannya kabel rope memiliki sifat/

karakteristik yang lebih fleksibel. Tipe kabel strand yang digunakan antara

lain:

1. spiral strand ; terdiri darri sejumlah kawat bulat yang dipilin bersama-

samamenjadi satu.


20


2. locked coil strand, pada tipe lapisan luar strand, kawat dibuat seperti

profil Z. kawat tersebut mengunci bersama membentuksegel, yang

mana berfungsi menjaga masuknya embun kedalam lapisan paling

dalam.

3. parallel wire stand . pada tipe ini kabel terbuat dari serkumpulan kawat-

kawat yang dipasang parallel satu sama lain. Keuntungan dari tipe ini

adalah kekuatannya lebih besar.

d. Detail fitting

Fitting adalah alat-alat pelengkapan yang digunakan untuk menahan kabel

pada ujung-ujung atau sepanjang batangnya. Alat-alat ini menurut tipe

penggunaannya digolongkan sebagai penyambung, pengikat, penjepit atau

penahan. Fitting dapat berupa socket, clamp, cladding, clip, thimble, dan

turnbuckle.

Clading /jepitan : struktur tenda besar, seperti pada stadio olimpiade

Munich memerlukan detail membran khusus ( Gbr -18 c ). Struktur utama

dari penyangga struktur jaring kabel sekunder panil arcilyc menyebar dari

puncak atap.lebih lanjut, clading atap dapat lebih fleksibel yang

mmbolehkan defleksi yang lebih besar pada jaringankabel.

Panil-panil dibaut pada titik perpotonga jaring kabel. Penyekat neoprene (

neoprene buffer ) membuat panil terpisah dari kabel baja. Fungsinya sebagi

peredam untuk mencegah supaya panil tidak retak oleh defleksi yang

menyebabkan pemuaian ukuran panil. Ditambahkan kawat baja ( stell rope

) yang menghubungkan pail dengan jarring kabel untuk pengaman bila

terjadi kegagalan penyekat.

Perpotongan kabel pada State Fair Arena Raleig ( GAmbar -18a ) adalah

dikekang satu sama lain pada titk perpotongan jarring kabel dan lembaran

ataap logam berombak tebalik, dibaut jepit padakabel utama diameter -1,3

inci.


21


Atap-atap struktur ditumpu udara atau pneumatic juga menggunkan jaring

kabel dengan jarak-jarak relative besar dimana tepi panil dijepit. Jarak-

jarak panil diantarai oleh jarring-jaaring kabel. Jenis detail konektor dapat

terlihat pada gambar -18d-g.

Gambar -18e. Atap Stadion Pontiac terdiri dari kabel baja iameter 3 inchi

terentang arah diagonal. Keliling tepi dari panil fiberglass dilapis telpon

diberi tali nilon ½ inchi. Panil dilapisi neoprene di antara klam strip

aluminium. Dan penindihan (operlaving ) sambungan diberi lak ( seal )

watreprofing pada hubungan baut.

Gambar -18f. kabel atap dari pavilion A.S. di Osaka di klam bersamaa pada

titik perpotongan kabel dan atap fiberglass dilapis vinyl dilekatkan

menyusur dibawah kabel. Hubungan panel dengan panel lainnya dilakukan

dengan laker ( sealing ) panass dengan bahan lapisan vinyl yang sama.

Socket: bagian socket berfungsi sebagai alat penahan ujung kabel pada

jangkar. Dari segi pemasangannya, socket dapt ibedakan atas dua tipe,

yaitu closed-socket atau open socket. Pada closed-socket ujung tempat

penjangkarannya tertutup, sedang untuk open-socket ujungnya terbuka

dan memakai pen. Pemasangan ujung kabel pada lubang socket dilakukan

dengan cara dipres atau dituangi cairan logam sengan yang panas.

Gambar 17. a) Aplikasi open socket b). Aplikasi closed socket


22


Gambar 18. Detail hubungan atap, kabel atau clading


23


Pondasi / jangkar : Untuk system struktur atap gantung dengan cable suspended,

umumnya terdapat dua system penjangkaran yaitu : jangkar yang dipassang pada

struktur panahaan / penyangga disebut rock anchor dan jangkar yang dipasang di

dalam tanah disebut tension foundarion.

Rock anchor : Penjangkaran pada struktur penahan / penyangga deck atap

dapat dilakukan dengan jalan menanamnya ke dalam beton atau

mengelasnya pada baja (tergantung dari bahan dan sistem yang

dikehendaki ).

Tension Foundation : untuk kabel-kabel yang dijangkarkan kedalam tanah

dikehendaki gaya taarik jangkar. Penjangkaran dengan tumpuan ilakukan

dengan menahaan ujung socket dengan suatu plat besi bersama mur

penahan socket. Ukuran mur dan plat tumpuan telah tersedia dengan

ukuran standard.

Geometri Struktur Kabel

Struktur kabel dapat diorganisasikan seperti dalam gambar 22. klasifikasi

utama dapat dikelompokkan menurut aksi dari kabelnya sendiri, atau terpisah dari

elemen penunjangnya, yang terdiri dari kumpulan kabel yang membentuk struktur

permukaan atau sebagai struktur jarring tiga dimensi.

System kabel yang menahan beban-beban secara langsung disebut cable

supported structure atau cable stayed structure, dimana layout kabelnya satu arah,

sedang system kabel permukaan ( cable-surface ) atau cable beam structure dapat

berbentuk jaringan kabel prategang yang ditemukan pada struktur atap

berlengkungan tunggal ( single culvature ) dan berlengkungan ganda ( double

culvature ). Struktur permukaan tiga dimensi dihasilkan dari perpotongan kabel

yang menyilang atau prinsip multiarah yang ditemukan pada struktur tenda dan

struktur pneumatik.

Prinsip penerapan atap-atap dengan cable supported ini sebagaimana

halnya jembatan-jembatan dengan cable supported. Kabel-kabel pada konstruksi


24


ini berfungsi sebagai elemen struktur penanggung beban ( load-carryng ) yang

cukup kuat untuk menanggung beban kostruksi.

Dari segi fungsi dan kegunaan kabel ini dapat diklasifikasikan dalam empat

kelompok, yaitu :

a. Sebagai gantungan atap

b. Sebagai penggantung vertical (suspender ) dari lantai-lantai horizontal yang

digantung pada tower-tower atau abutmen-abutmen.

c. Membantu komponen-komponn struktural penanggung beban utama (main

load carryng), dan

d. Sebagai system struktural utama dari bangunan, termasuk konstruksi

dibawah atap.

Atap-atap yang demikian dapat digolongkan dalam kategori yang berbeda,

tergantung dari kriteria yang digunakan untuk klasifikasi. Struktur kabel ini lebih

tepat dikategorikan sebagai struktur gantungan ( suspension structure ) dan cable-

staye strukcture.

A. Suspended Cable Roof

Pada atap-atap dengan system suspended cable roof ini, system kabel-

kabel menahan beban dari atap secara langsung, dengan demikian kabel

mempunyai fungsi struktur utama. Pada system struktur ini kabel juga merupakan

acuan atau perancah untuk pemasangan deck atap.

Prinsip mewujudkan bangunan yang mempunyai struktur atap didasarkan

cable katanary parallel dimana karakteristik dasarnya adalah lengkung atap dalam

satu arah.


25


Gambar 19. Struktur atap gantung ; Eero Saarinem ; Dallas Airport Terminal,

Chantily, Washington DC, USA, 1964

B. Cable Stayed, Cantilevered Beam Structure

Kelompok bangunan ini memiliki beberapa bentuk yang sama dengan

kelompok sebelumnya , tetapi struktur ini menonjolkan tiang-tiang yang

membedakan cirri-ciri utamanya.

Dalam semua kasus system balok kantilever, kabel menggantung dan

ditambatkan ipuncak tiang. Bagian ini dapatdi isi dinding di atas level atap sebagai

pemberat. Berbagai bentuk tiang semacam A-Frame, atau kolom penopang

menyatu sub-strukturnya. Kabel-kabel pada konstruksi ini berfungsi sebgaia

elemen struktur yang cukup kuat untuk menanggung sebagian besar konstruksi.

Salah satu contoh Cable-stayed melingkar : Pan American passenger

Terminal JFK Airport. Tujuan perencanaan lengkap untuk memberikan route

langsung penumpang ke pesawat, dan pesawat diparkir mengelilingi dekat

bangunan elips, dibawah atap kanopi menggantung 33.5m yang ditumpu oleh 32

gelagar baja.


26


C. Grandstand Structure

2.2. Cable Beam Structure

Kelemahan dari struktur kabel adalah bahwa konstruksi kabel tidak

stabil, sedangkan stabilitas merupakan syarat utama dari struktur. Akan

tetapi setelah ditemukannya metode-metode baru dalam konstruksi kabel

dengan variasi-variasi bentuk penunjangnya telah berkembang menjadi

struktur modern.

Struktur atap gantung dengan cable beam dapat diklasifikasikan

menurut susunan kabelnya :

Struktur lengkung tunggal ( single Curvature )

Struktur lengkung ganda ( double curvature )

Struktur kabel ganda ( double layer )

Struktur berlengkung tunggal, yaitu yang dibuat dengan meletakkan

kabel-kabel sejajar ( paralel ), menggunkan permukaan yang

dibentuk oleh balok-balok yang membentang di antara kabel ( Gbr-

4a,b,k dan l ).


27


Struktur kabel berlengkung ganda


28


sistem dengan tepi jaring kabel pada lengkung berlawanan


29


Jeringan kabel pada balok lengkung tekan


30


Kombinasi kabel lengkung terbalik dengan balok tepi lurus


31


Metode jaring kabel hiperbolik-parabolid dengan balok pratekan


32


Kombinasi jaring kabel lengkung terbalik dengan balok lengkung melingkar


33


Kabel stabilitas di atas kabel gantung

Kabel stabilitas di bawah kabel gantung


34


1. Struktur berlengkung ganda, yaitu menggunkan kabel-kabel grid menyilang

dan berlengkungan saling berlawanan arah serta membentuk permukaan

atap utama.

2. Struktur kabel ganda, yaitu terdiri dari dua susuan kabel yang

berlengkungan berlawanan dan tidak berpotongan membentuk satu bidang

vertical. Susunan yang satu melengkung ke atas dan susunan lainnya

melendut kebawah ( Gbr -4c,d,dan e ).

STRUKTUR BERLENGKUNG TUNGGAL

Pondasi / jangkar : Untuk system struktur atap gantung dengan cable suspended,

umumnya terdapat dua system penjangkaran yaitu : jangkar yang dipassang pada

struktur panahaan / penyangga disebut rock anchor dan jangkar yang dipasang di

dalam tanah disebut tension foundarion.

1. Rock anchor : Penjangkaran pada struktur penahan / penyangga deck atap

dapat dilakukan dengan jalan menanamnya ke dalam beton atau

mengelasnya pada baja (tergantung dari bahan dan sistem yang

dikehendaki).

2. Tension Foundation : untuk kabel-kabel yang dijangkarkan kedalam tanah

dikehendaki gaya taarik jangkar. Penjangkaran dengan tumpuan ilakukan

dengan menahaan ujung socket dengan suatu plat besi bersama mur

penahan socket. Ukuran mur dan plat tumpuan telah tersedia dengan

ukuran standard.


35

Struktur Kabel Dan Jaring

Documents

Transcript of Struktur Kabel Dan Jaring