Struktur Baja untuk Struktur Rangka
Struktur Baja
Detail Struktur Baja menunjukkan spesifikasi struktur rangka portal, yang merupakan struktur bangunan yang paling umum digunakan untuk Gudang, Bengkel, Bengkel, dan Hanggar Pesawat.
Struktur baja terutama terbuat dari baja, dan merupakan salah satu jenis utama struktur bangunan. Karakteristik baja adalah kekuatan tinggi, ringan, kekakuan keseluruhan yang sangat baik, dan kemampuan deformasi yang kuat. Jadi sangat cocok untuk bangunan bentang besar, super tinggi dan super berat. Struktur baja adalah balok baja, kolom, rangka, dan komponen lain yang terbuat dari baja penampang dan pelat baja, dan las, baut, atau paku keling menghubungkan setiap komponen atau bagian.
Detail Struktur Baja untuk Struktur Rangka Pelabuhan
Rangka portal yang ringan adalah bangunan baja satu lantai dengan balok dan kolom yang terhubung secara kaku. Ini memiliki keunggulan struktur sederhana, ringan, dan semua komponen yang diproduksi di pabrik mudah dirakit di lokasi.
Struktur baja rangka portal banyak digunakan untuk bangunan Industri, komersial, dan pertanian, seperti gudang baja, gedung bengkel, Penyimpanan, bangunan Unggas, dan hanggar pesawat.
Rangka portal dapat dibagi menjadi bentang tunggal (Gambar a), bentang ganda (Gambar b), bentang banyak (Gambar c), rangka baja kantilever (Gambar d) ) dan rangka baja dengan rangka yang berdekatan (Gambar e).
Sambungan antara kolom dan balok atap umumnya berengsel pada rangka kaku multi bentang dan pada rangka kaku multi bentang, atap miring tunggal (Gambar f).
Rangka kaku multi bentang yang terdiri dari beberapa atap dengan kemiringan ganda juga dapat digunakan (Gambar g). Penampang balok-kolom dapat sama atau variabel, dan alas kolom berengsel atau terhubung kaku.
Panjang dan Lebar Bangunan Baja
Secara umum, menurut prinsip bahwa sisi panjang lebih besar dari lebarnya, jumlah baja yang digunakan pada rangka kaku dapat dikurangi, dan penopang antar kolom dapat dikurangi, sehingga mengurangi jumlah logam yang digunakan pada penopang. sistem.
Contoh : Ukuran bangunan 60x50m, seharusnya menggunakan panjang 60m dan lebar 50m, yaitu: 60 (L) x50 (W), bukan 50 (L) x60 (W).
Jarak Kolom
Jarak kolom paling ekonomis di bawah beban standar adalah 7,5-9m. Bila melebihi 9m, konsumsi baja purlin atap dan girt dinding akan meningkat terlalu banyak, dan biaya keseluruhan tidak ekonomis. Beban standar di sini mengacu pada 0,3KN/m2 untuk beban atap hidup dan 0,5KN/m2 untuk tekanan angin esensial. Ketika pembebanan lebih signifikan, jarak kolom ekonomi harus dikurangi. Seperti atau bangunan bengkel dengan derek lebih dari 10 ton, jarak kolom keuangan harus 6-7m.
Saat mengatur jarak kolom, jika diperlukan jarak kolom yang tidak sama, usahakan mengatur jarak kolom bentang ujung lebih kecil dari bentang tengah. Beban angin di ujung bentang lebih besar dari tengah. Selain itu, bila menggunakan desain purlin menerus, lendutan bentang ujung dan bentang tengah bentang selalu lebih besar dibandingkan bentang lainnya. Menggunakan bentang ujung yang lebih kecil dapat membuat desain purlin atap lebih nyaman dan ekonomis.
Contoh 1: Panjang bangunan = 70m
Jarak kolom ekonomis tersedia: 1 @ 7 + 7 @ 8 + 1 @ 7 atau 1 @ 8 + 6 @ 9 + 1 @ 8
Contoh 2: Panjang bangunan = 130m, dengan crane 10 ton
Jarak kolom yang ekonomis lebih disukai: 1 @ 5,5 + 17 @ 7 + 1 @ 5,5 atau 20 @ 6,5
Penentuan rentang yang masuk akal
Proses produksi dan fungsi penggunaan yang berbeda sangat menentukan rentang bangunan logam. Beberapa pemilik bahkan meminta pabrikan bangunan baja untuk menentukan rentang yang lebih ekonomis berdasarkan fitur-fiturnya yang bermanfaat. Rentang yang masuk akal harus diputuskan sesuai dengan ketinggian bangunan baja. Ketika tinggi dan beban kolom konstan, bentang meningkat dengan tepat. Peningkatan konsumsi baja dari rangka kaku tidak terlihat, tetapi menghemat ruang, biaya pondasi rendah, dan manfaat komprehensifnya cukup besar.
Melalui sejumlah besar perhitungan, ditemukan bahwa ketika tinggi atap adalah 6m, jarak kolom adalah 7,5m, dan kondisi beban sepenuhnya konsisten, konsumsi baja dari lebar rangka kaku (Untuk baja Q345B) adalah antara 18-30m adalah 10-15kg / m2. Jumlah logam yang digunakan untuk unit rangka kaku antara 21-48m adalah 12-24kg/m2. Ketika tinggi eave adalah 12m dan lebarnya melebihi 48m, kerangka kaku multi-bentang (kolom goyang dipasang di tengah) harus digunakan. Rangka menghemat lebih dari 40%, jadi saat mendesain struktur portal yang kaku, Anda harus memilih bentang yang lebih ekonomis sesuai dengan persyaratan khusus dan tidak mengejar bentang yang besar.
Detail Struktur Baja - Kemiringan Atap
Kemiringan atap ditentukan berdasarkan faktor-faktor yang komprehensif, termasuk struktur atap, panjang kemiringan drainase, dan tinggi kolom. Umumnya, ini adalah 1/10 ~ 1/30. Penelitian telah menunjukkan bahwa kemiringan atap yang berbeda secara signifikan memengaruhi jumlah baja yang digunakan dalam rangka baja kaku. Berikut hasil perhitungan dan analisis dari konsumsi baja di bawah kemiringan atap yang berbeda dengan bentang tunggal 42m dan tinggi atap 6m.
Bila kemiringan atap 0,5 : 10, berat suatu rangka adalah 3682 Kg; bila kemiringan atap 1 : 10, maka jumlah struktur rangka adalah 3466 Kg. Bila kemiringan atap 1,5 : 10 maka berat rangka adalah 3328 Kg. Bila kemiringan atap 2 : 10, maka jumlah rangka struktur adalah 3240 Kg.
Jadi untuk rangka kaku bentang tunggal, cara yang lebih baik untuk mengurangi berat rangka kaku adalah dengan menambah kemiringan atap. Semakin besar bukit, semakin sedikit baja yang digunakan. Namun, situasinya berbeda untuk rangka multi bentang. Kemiringan yang besar akan menambah jumlah logam yang digunakan dalam bingkai. Itu karena bukit yang besar akan menambah panjang kolom bagian dalam.
Bila bentang bangunan besar, peningkatan kemiringan dapat mengurangi defleksi balok baja atap. Melalui penelitian dan perhitungan, kemiringan yang lebih ekonomis adalah:
- Bangunan multi bentang 1:20 bentang tunggal;
- Bentang kurang dari 45 m: 0,5: 10 bentang tunggal;
- Bentang kurang dari 60m: 1,5: 10 bentang tunggal;
- Bentang lebih dari 60 m : 2: 10.
Kemiringan atap juga terkait dengan apakah bangunan tersebut memiliki tembok pembatas, dan bukit yang besar akan menambah biaya tembok pembatas.
Detail Struktur Baja-Eave Height
Ketinggian atap berdampak signifikan pada biaya, yang terutama diwujudkan dalam aspek-aspek berikut:
- Peningkatan tinggi bangunan baja prefab akan menyebabkan kelongsong dinding bertambah, girt dinding bertambah, dan jumlah baja yang digunakan untuk kolom akan bertambah.
- Jika kolom baja tidak memiliki breising lateral (seperti kolom tengah atau kolom samping tanpa breising), pengaruh tinggi eave pada berat rangka akan lebih menonjol; Peningkatan tinggi eave akan mengakibatkan peningkatan beban angin pada rangka. Jika tinggi/lebar bangunan > 0,8, terkadang kaki kolom perlu diubah dari engsel menjadi kaku untuk mengontrol perpindahan lateral.
- Persyaratan ketinggian di eave;
- Bila ada struktur mezanin, tinggi jaring mezanin dan tinggi balok mezanin;
- Ketinggian balok derek dan pengait derek saat derek tersedia.
Bagian suhu
Menurut kode bangunan struktur baja, panjang maksimal tidak lebih dari 300m, dan lebarnya tidak lebih dari 150m. Sambungan ekspansi bersegmen suhu pertama dapat diatur dengan susunan kolom ganda (Gambar 2a) atau sambungan ekspansi kolom tunggal dengan lubang berlubang yang terhubung ke purlin (Gambar 2b).
Detail-Bracing Struktur Baja
Penggunaan Bracing
Pada struktur longitudinal rangka portal, sistem bresing yang lengkap harus disusun untuk membentuk sistem struktur spasial yang utuh. Stabilitas lateral rangka portal ringan dalam arah lebar dipastikan dengan kekakuan rangka untuk menahan beban lateral.
Karena kekakuan yang lemah dari struktur longitudinal pada arah panjang, perlu untuk memasang bresing pada arah longitudinal untuk memastikan stabilitas longitudinalnya. Gaya penguat terutama beban angin longitudinal, gaya pengereman derek, aksi gempa, dan aksi suhu. Saat menghitung kekuatan internal brace, sambungan umumnya diasumsikan berengsel, dan efek eksentrisitas diabaikan. Dukungan umum dianggap sesuai dengan tie bean. Oleh karena itu, pengaturan dua arah cocok.
Jenis penguat yang umum
Gambar 3-3 menunjukkan susunan umum penguat atap dan jalur transmisi gaya beban angin yang bekerja pada dinding atap pelana. Gambar 3-4 menunjukkan jenis dukungan umum antara kolom untuk bingkai portal. Karena persyaratan fungsi bangunan dan penampilan atau tata letak peralatan proses, bila penyangga di atas tidak diperbolehkan untuk digunakan, pertimbangkan untuk menggunakan struktur longitudinal. Pada saat ini, kekakuan lentur sumbu lemah kolom perlu digunakan.
Detail Struktur Stee-Prinsip dasar pengaturan bracing
- Penahan kolom harus berada pada bentang yang sama dengan penahan atap. Jika tidak dapat dipasang karena bukaan pintu di dinding, penyangga kolom dapat dipasang pada bentang yang berdekatan;
- Jarak antar tulangan tidak boleh melebihi lima bentang; 30 ~ 45m harus diambil ketika tidak ada derek, dan jaraknya tidak boleh lebih dari 60m ketika ada derek;
- Penahan atap perlu dibagi menjadi bubungan. (Lihat Gambar 3-3)
Situasi berikut perlu mempertimbangkan pemasangan rangka atap vertikal-horizontal
- Ketika ada kolom pelepas (Dalam jaring kolom, satu atau lebih kolom dilepas), seperti kolom pelepas lokal, hanya diperlukan bresing longitudinal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3-5a;
- Jika jarak kolom besar, dan kolom samping menggunakan skema kolom rangka dinding palsu, lihat Gambar 3-5b;
- Tonase derek lebih besar dari 15 ton.
Bila lebar bangunan lebih besar dari 60m, adalah tepat untuk menambah penguat kolom. Ketika cross bracing tidak dapat diatur d, bentuk penguat yang ditunjukkan pada Gambar 3-4b dan 3-4c dapat digunakan. Dimungkinkan juga untuk meningkatkan ukuran penampang penguat atap atau penguat kolom tanpa menambah dukungan antar pilar internal. Saat ini, perhitungan gaya internal perlu dilakukan secara ketat untuk memastikan bracing aman.
Di kolom yang sama, jenis bracing yang berbeda tidak boleh dicampur; jika tidak, bresing dengan sedikit kekakuan akan memiliki kekuatan yang lebih kecil dan tidak akan berfungsi sebagaimana mestinya, dan bresing dengan kekakuan tinggi akan rusak karena beban kerja yang berlebihan. ColumnBracing sebaiknya memilih untuk menggunakan kawat gigi silang.
Dalam kasus berikut, penguat kolom perlu dilapisi
- Bila terdapat bentang tinggi-rendah (atau dengan kanopi hujan yang besar), tulangan atas dan bawah antara kolom perlu dilapisi pada bentang tinggi-rendah (atau kanopi hujan yang besar) (lihat 3-6a );
- Ketika tinggi eave lebih besar dari 9m, bresing kolom lapis ganda dapat diatur sesuai dengan sudut bracing yang disertakan. Sudut antara penyangga silang dan bidang horizontal sebaiknya 45 °, dan tidak boleh melebihi 55 °. Penguat atas dan bawah dipasang di antara kolom. Ruang bukaan ujung mungkin tidak dilengkapi dengan penopang yang lebih rendah untuk mengurangi tekanan suhu balok mesin derek (lihat 3-6b).
Baja bulat, baja sudut, atau pipa bulat (persegi) dapat digunakan untuk Penguat Salib Kolom.
Ketika kekuatan internal penyangga kolom besar, atau tonase angkat derek lebih dari 5 ton, penyangga baja bulat tidak cocok. Pada saat ini, harus menggunakan baja sudut atau pipa bulat (persegi) sebagai penyangga kolom.
Detail Struktur Baja – penggunaan dan pengaturan penguat flensa
Fungsi penguat sayap terutama untuk mencegah ketidakstabilan sayap bawah balok dan sayap dalam kolom. Penjepit dihubungkan ke sayap bawah balok di satu sisi dan purlin di sisi lain. Lihat Gambar 3-7 untuk latihan bracing.
Karakteristik Struktur Baja
- Baja itu tangguh, memiliki plastisitas yang baik, dan merupakan bahan yang seragam
Baja memiliki keandalan struktural yang tinggi, cocok untuk menahan benturan dan beban dinamis, dan memiliki kinerja seismik yang sangat baik.
Struktur internal baja seragam, dekat dengan benda homogen isotropik. Performa kerja sebenarnya dari struktur baja lebih sesuai dengan teori perhitungan. Oleh karena itu, struktur baja memiliki keandalan yang tinggi. Dibandingkan dengan beton dan kayu, rasio kerapatan terhadap kekuatan hasil relatif rendah. Jadi, di bawah kondisi tegangan yang sama, struktur baja memiliki penampang kecil, ringan, nyaman untuk transportasi dan pemasangan, dan cocok untuk bentang besar dan ketinggian tinggi.
- Struktur baja tahan panas dan tidak tahan api
Ketika suhu di bawah 150°C, sifat baja sedikit berubah. Oleh karena itu, struktur baja cocok untuk bengkel panas, tetapi ketika permukaan struktur terkena suhu sekitar 150°C, maka harus dilindungi oleh panel insulasi panas.
Ketika suhu antara 300 ℃ dan 400 ℃, kekuatan dan modulus elastisitas baja akan menurun secara signifikan, dan kekuatan baja akan cenderung nol ketika suhu sekitar 600 ℃. Struktur baja harus dilindungi oleh bahan tahan api pada bangunan dengan persyaratan proteksi kebakaran khusus untuk meningkatkan tingkat ketahanan api.
- Struktur baja memiliki ketahanan korosi yang lemah
Terutama di lingkungan yang lembab dan korosif, mudah berkarat. Umumnya, struktur baja harus dihilangkan karatnya, digalvanis, atau dicat dan dirawat secara teratur. Untuk struktur anjungan lepas pantai di air laut, tindakan khusus seperti “perlindungan anoda blok seng” diperlukan untuk mencegah korosi.
- Tingkat mekanisasi yang tinggi dalam pembuatan dan pemasangan struktur baja
Komponen struktural baja alami untuk diproduksi di pabrik dan dirakit di tempat. Manufaktur komponen struktur baja yang dimekanisasi oleh pabrik memiliki presisi tinggi, efisiensi produksi tinggi, perakitan di lokasi yang cepat, dan masa konstruksi yang singkat. Struktur baja adalah yang paling terindustrialisasi.
- Kekuatan tinggi dan ketahanan seismik
Dibandingkan dengan struktur beton bertulang biasa, struktur baja lebih unggul dalam ketidakhomogenan, kekuatan tinggi, konstruksi cepat, ketahanan gempa yang baik, dan tingkat daur ulang yang tinggi. Baja memiliki kekuatan dan modulus elastisitas berkali-kali lebih tinggi daripada pasangan bata dan beton, sehingga massa anggota baja menjadi ringan di bawah kondisi beban yang sama. Dari aspek kehancuran, struktur baja adalah struktur rusak yang fleksibel dengan deformasi besar yang diramalkan sebelumnya, yang dapat mendeteksi bahaya terlebih dahulu dan dengan demikian menghindarinya.
Post a Comment for "Struktur Baja untuk Struktur Rangka"