Logo

Kekuatan, Kekakuan, Stabilitas, Synergy

Struktur harus didesain untuk memenuhi tiga unsur dan harus memenuhi semua empat unsur desain struktural - seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi diatas.

2. Kekakuan untuk mencegah deformasi berlebihan


3. Stabilitas untuk mencegah keruntuhan


4. Synergy untuk memperkuat desain arsitektur, dijelaskan pada gambar 4 :

Contoh Pragmatis: Berkas terdiri dari papan kayu Filosofis contoh: desain Auditorium

Membandingkan balok dari papan kayu, b = 12 "lebar dan d = 1" mendalam, masing-masing. Kekakuan didefinisikan oleh Momen Inersia, I = b d3/12

1 papan, I = 12x13/12 I = 1


10 papan I = 10 (12x13/12) I = 10


10 papan yang direkatkan, aku = 12x103/12 saya = 1000


Kekuatan didefinisikan oleh Bagian modulus, S = I / (d / 2)


1 papan, S = 1/o.5 S = 2


10 papan, S = 10/0.5 S = 20 10 papan, dilem, S = 1000 / 5 S = 200

• arsitektur, kolom mendefinisikan sirkulasi


• Secara struktural, lokasi kolom mengurangi lentur pada balok atap lebih dari 500%!

Rupture Length (Panjang Retakan)

Pengangkatan panjang mendefinisikan efisiensi bahan sebagai kekuatan / weight ratio:

R = pecah panjang


F = melanggar kekuatan


λ = spesifik gravitasi (berat sendiri)

Data grafik sebagian didasarkan pada studi dari berat Struktur Light Institut, Universitas Stuttgart, Jerman

Struktur Horisontal

1 Plywood dek balok kayu


2 Beton slab di dek logam dan balok baja


3 Plat beton satu arah


4 Balok satu arah


5 rusuk satu arah slab


6 Plat beton dua arah


7 Plat beton dua arah pada drop panel


8 Plat beton dua arah pada balok tepi


9 Balok dua arah


10 wafel slab dua arah


11 Lendutan Δ untuk bentang L1


12 Lendutan Δ = 16 karena ganda span L2 = 2 L1

Trusses

Truss mendukung beban seperti balok, tetapi untuk bentang yang lebih panjang. Karena semakin besar dimensi balok, maka beban mati balok meningkat. Semakin panjang bentang menjadi semakin tidak efisien, membutuhkan kapasitas besar untuk menopang berat sendiri dan bukan beban hidup dipaksakan. Trusses menggantikan struktur beton dengan triangulasinya untuk mengurangi berat badan mati.

1 panel tidak stabil persegi deformasi bawah beban. Hanya segitiga secara intrinsik stabil poligon


2 Truss panel batin miring segitiga dengan tulangan diagonal yang memanjang dalam ketegangan di bawah beban (konfigurasi pilihan)


3 Outward miring diagonal bar kompres (kerugian)


4 chords Top mempersingkat di Bawah kompresi memanjang akord dalam ketegangan di bawah beban gravitasi


5 truss Gable dengan kompresi atas dan bawah ketegangan

Warren Trusses

Pompidou Center, Paris oleh Piano dan Rogers

Prismatik Trusses

IBM Sport Center oleh Michael Hopkins


(Prismatik Trusses penampang segitiga memberikan perlawanan rotasi)

Space Trusses

persegi dan segitiga rencana

Catatan:

Ruang truss dua arah akan menjadi efektif jika rentang di arah prinsip yang hampir sama, seperti yang dijelaskan untuk slabs dua arah diatas. modul dasar dari beberapa trusses harus kompatibel dengan konfigurasi rencana (persegi, segitiga, dll)

Konsep furnicular dapat dijelaskan dan divisualisasikan dengan kabel atau rantai, tergantung dari dua titik, bahwa mereka untuk menyesuaikan bentuk apapun beban dalam ketegangan. Tapi struktur yg digerakkan oleh tali juga dapat dikompresi seperti lengkungan. Namun, meskipun struktur ketegangan yg digerakkan oleh tali untuk menyesuaikan bentuk ketegangan murni dibawah beban apapun, struktur kompresi yg digerakkan oleh tali dapat dikenakan lentur selain bentuk kompresi karena mereka kaku dan tidak mudah beradaptasi. Garis digerakkan oleh tali untuk ketegangan dan kompresi adalah berbanding terbalik atau sama. Bentuk kabel menjadi berbentuk lengkungan terbalik. Jadi bentuk yg digerakkan oleh tali dapat ditemukan pada unsur-unsur tarik.

1 digerakkan oleh tali tegangan segitiga bawah beban tunggal


2 digerakkan oleh tali kompresi segitiga bawah beban tunggal


3 ketegangan akibat beban yg digerakkan oleh tali trapesium kembar


4 kompresi yg digerakkan oleh tali trapesium di bawah beban kembar


5 digerakkan oleh tali tegangan poligon di bawah titik beban


6 digerakkan oleh tali kompresi di bawah beban titik poligon


7 digerakkan oleh tali tegangan parabola bawah beban seragam


8 digerakkan oleh tali kompresi parabola bawah beban seragam

Vault (Kubah)

IBM perjalanan pameran oleh Renzo Piano


Serangkaian lengkungan terikat dalam bentuk linier ekstrusi kubah ruang Lengkungan bar terikat terdiri dari kayu dengan konektor logam untuk perakitan cepat dan pembongkaran yang diperlukan untuk pameran perjalanan. panel plastik dipakai sebagai penutup, Lengkungan yang terikat memberikan kekuatan dan kekakuan untuk mengakomodasi berbagai kondisi beban

Suspension Roof (atap suspensi)


Ruang pameran Hanover oleh Thomas Herzog

Vertical Structures (Struktur Vertikal)

Elemen Vertikal

1 Wall bawah beban gravitasi


2 Wall dibawah beban lateral (dinding geser)


3 kantilever di bawah beban gravitasi


4 kantilever di bawah beban lateral


5 Moment bingkai bawah beban gravitasi


6 Moment frame di bawah beban lateral


7 frame menguatkan bawah beban gravitasi


8 menguatkan bingkai bawah beban lateral

Sistem Vertikal

1 Shear wall (apartemen / hotel)


2 Kantilever (Johnson Wax menara oleh F L Wright)


3 Moment frame


4 Braced frame

A Joint Resistance Moment Concrete


B Joint Resistance Moment Stee

Shear Wall

Seperti namanya, dinding geser menahan beban lateral di geser. dinding geser dapat berupa kayu, beton atau pasangan bata. Di Amerika Serikat bahan yang paling umum untuk apartemen rendah rise ringan framing kayu dengan kayu lapis atau selubung papan partikel. Framing studs, jarak 16 atau 24 inci, mendukung beban gravitasi dan menolak selubung geser lateral. Di daerah seismik beton dan dinding pasangan bata geser harus diperkuat dengan jeruji baja untuk menahan geser lateral.

2 Light gauge baja geser dinding dengan kayu lapis selubung


3 Beton dinding geser dengan baja tulangan


4 CMU dinding geser dengan baja tulangan


5 Un-diperkuat pasangan bata (tidak diperbolehkan di daerah gempa)


8 bata Dua-wythe dinding geser dengan baja tulangan

Cantilevers

2 penopang menara Single dibawah beban lateral


3 Twin menara penopang


4 Twin menara penopang bawah beban lateral


5 Suspended menara dengan kantilever tunggal


6 Suspended menara di bawah beban lateral

Moment frame menahan gravitasi dan beban lateral di bending dan kompresi. Mereka berasal dari portal dan pasca-balok dengan momen menolak untuk sambungan kolom balok (untuk kenyamanan disebut sebagai bingkai momen dan sendi saat). Pengaruh sendi momen yang diterapkan pada balok beban yang akan memutar ujung-ujungnya dan pada gilirannya memutar kolom terpasang. Sama seperti beban pada kolom akan b bergerak karena ada momen dan pada gilirannya memutar balok. Ini saling interaksi membuat frame saat efektif untuk menahan beban lateral dengan daktilitas. Daktilitas adalah kemampuan untuk merusak tanpa melanggar, sebuah properti yang baik untuk melawan gempa bumi, sehingga kekuatan gempa lebih kecil daripada di dinding geser dan rangka bersiap-siap. Namun, di daerah dengan beban angin berlaku, kekakuan yang lebih besar dinding geser dan menguatkan frame adalah keuntungan, Pengaruh sendi saat melawan beban ini divisualisasikan melalui deformasi diperkuat sebagai berikut:

2 Portal dengan sambungan saat di pangkalan bawah beban lateral


3 Portal dengan balok saat / sambungan kolom dibawah beban gravitasi


4 Portal dengan momen balok / sambungan kolom dibawah beban lateral


5 Portal dengan semua sambungan saat dibawah beban gravitasi 6 Portal dengan semua sambungan saat di bawah beban lateral


6 Bangunan tinggi saat frame di bawah beban gravitasi


7 Moment kerangka bangunan dibawah beban lateral poin Infleksi I (nol bending antara negatif dan positif lentur

Braced frame

2 portal A-menguatkan di bawah gravitasi dan beban lateral


3 V-menguatkan portal bawah gravitasi dan beban lateral


4 X-menguatkan portal bawah gravitasi dan beban lateral


5 frame menguatkan bangunan tanpa dan dengan beban lateral

PR: wait... I: wait... L: wait... LD: wait... I: wait... wait... Rank: wait... Traffic: wait... Price: wait... CY: wait... I: wait... YCat: wait... I: wait... Top: wait... I: wait... L: wait... C: wait...