TEKNOLOGI BAHAN KABEL

8/18/2019 TEKNOLOGI BAHAN KABEL

1/18

1

BAB I

PENDAHULUANA. Latar Belakang

Kabel sebagai material konstruksi sudah dikenal sejak jaman Mesir kuno.

Pada saat itu kabel dibuat dari serat alami. Pada abad pertengahan Leonardo da

Vinci (1452 – 1519) sudah membuat sketsa gambar konstruksi jembatan

dengan sistem kabel-kabel penahan girder jembatan. Sejak akhir abad ke-19,

mulai digunakan kabel-kabel dari bahan metal besi/baja, di mana

penggunaannya masih terbatas untuk konstruksi jembatan berbentang lebar.

Tetapi kini para arsitek pun dapat menggunakan struktur kabel untuk

menciptakan bangunan dengan ruangan dalam yang luas, dengan kesan ringan,anggun, dan transparan. Makalah ini membahas beberapa aspek yang penting

pada struktur kabel dari segi teknologi dan desain.

Berkembangnya penggunaan kabel baja sebagai bahan struktur pada

berbagai jenis bangunan, dari konstruksi jembatan ke konstruksi gedung

sebagai penutup atap stadion olah raga, ruang pertemuan, ruang pameran, dan

lain-lain, memerlukan tahapan konstruksi yang sangat rinci. Dukungan tenaga

spesialis, yang menguasai know – how struktur kabel, amat diperlukan untuk

menjamin tercapainya performance dan keunikan bentuk bangunan.

Diawali dengan konstruksi stadion untuk pesta olah raga olimpiade di

Munich (Jerman) tahun 1972, para arsitek dan insinyur telah melakukan

inovasi dan penelitian di bidang engineering dan manufacture struktur kabel

dengan berbagai variasi bentuknya. Dengan struktur kabel, arsitek dapat

menciptakan ruang dalam yang sangat luas tanpa kolom, dengan massa

bangunan yang sangat ringan dan transparan. Keuntungan struktur kabel

terletak pada fleksibilitas pemakaian dan pra-pabrikasi pembuatannya,

sehingga siap untuk dipasang di tempat konstruksi dan dapat dikerjakan dalam

waktu yang singkat.

Beberapa aspek penting untuk proses pembangunan struktur kabel meliputi

hal-hal sebagai berikut :

Form finding , bentuk geometri struktur kabel

Hitungan dan sistem pemberian gaya prategang

Penentuan tipe dan jenis bahan kabel

Penentuan panjang terpotong kabel dengan tepat

Perancangan bentuk dan detil pemegang kabel


2/18

2

Pemilihan pelindung terhadap bahaya korosi

Proses pabrikasi dan pemasangan

Untuk merancang dan melaksanakan pelaksanaan struktur kabel,

penguasaan ketujuh aspek teknis ini memerlukan kerja sama erat antara

insinyur struktur dan arsitektur. Berbeda pada bangunan standar, bentuk

struktur kabel yang unik memerlukan peranan insinyur struktur lebih dominan

dari pada arsitek. Sangat mendasar bila insinyur struktur tersebut mengerti

akan segi estetika dari bentuk.

B.

Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah, maka identfikasi masalah dari

makalah ini adalah :

1. “ Apa yang dimaksud dengan kabel konstruksi serta bagaimana bahan

penyusunnya?

2. “Bagaimana struktur dan tipe kabel konstruksi ?”

3. “ Apa saja keunggulan dan kelemahan kabel konstruksi?” serta

4. “Bagaimana penggunaan serta aplikasi kabel konstruksi pada

bangunan?”

C. Tujuan Penulisan

Penulisan makalah ini bertujuan untuk menjelaskan secara rinci

mengenai kabel konstruksi sebagai bahan bangunan serta bagaimana

penggunaannya terhadap sebuah karya arsitektur.

D. Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini dapat memberikan manfaat sebagai berikut :

1. Memahami kabel konstruksi serta bahan penyusunnya

2.

Mengetahui struktur dan tipe kabel konstruksi3. Mengetahui keunggulan dan kelemahan kabel konstruksi, serta

4. Memahami penggunaan serta aplikasi kabel konstruksi pada bangunan.


3/18

3

BAB II

ISI

A. Kabel Konstruksi

1. Pengertian Kabel Konstruksi

Struktur Kabel Adalah sebuah sistem struktur yang bekerja

berdasarkan prinsip gaya tarik, terdiri atas kabel baja, sendi, batang, dsb

yang menyanggah sebuah penutup yang menjamin tertutupnya sebuah

bangunan.

Prinsip konstruksi kabel sudah dikenal sejak zaman dahulu pada

jembatan gantung, di mana gaya-gaya tarik digunakan tali. Contoh lainnya

adalah tenda-tenda yang dipakai para musafir yang menempuh perjalanan

jarak jauh lewat padang pasir. Setelah orang mengenal baja, maka baja

digunakan sebagai gantungan pada jembatan. Pada taraf permulaan baja itu

dapat berkarat. Pada zaman setengah abad sebelum sekarang,

ditemukanlah baja dengan tegangan tinggi yang tahan terhadap karat.

2. Bahan Penyusun Kabel Konstruksi

Bahan

Tali kawat baja yang dipergunakan untuik sebuah crane terdiri atas

beberapa bagian:

1. wire / kawat

2. strand / untaian

3. core / inti

http://2.bp.blogspot.com/-IdiQngBuInk/TfS4sK8L1kI/AAAAAAAAAB8/8g48fvhiM98/s1600/220px-6x19_wire_rope_construction-en.svg.png


4/18

4

Sebuah tali kawat baja dibangun atas beberapa untaian, dan setiap untaian

terdiri atas beberapa utas kawat dengan persyaratan sebagai berikut:

Terbuat dari bahan baja berkualitas tinggi

Tahan terhadap kelelahan

Tahan terhadap gesekan

Tahan terhadap karat

Tahan terhadap tekukan

Tahan terhadap keausan

Mempunyai sifat anti putar (non rotating) Mempunyai fleksibilitas tinggi

Biasanya kawat untuk pembuatan wire rope terbuat dari bahan baja

Improved Plow Steel (IPS) -180 kg/ mm persegi atau yang lebih bagus

lagi Extra Improved Plow Steel (XIPS) -200 kg/mm persegi.

Inti atau Core

Secara umum ada tiga macam inti dalam Tali Kawat / Kabel (wire rope)

Independent wire rope core (IWRC), inti kawat tunggal

Fibre core, inti tali fiber

Steel strand core, inti untaian kawat

Identifikasi

Untuk mengetahui dengan jelasz data sebuah tali kawat baja sesuai

dengan penggunaannya kita harus memahami dengamn benar identifikasi

yangb tercantujm padxa masing – masingb tali kawat baja. Contohnya

500 M X 1” X 6 X 19. IWRC. RRL

Artinya panjang kawat 500 meter, diameter 1 inch, dengan 6 strand,

masing-masing strand terdiri atas 19 utas kawat, Independent Wire RopeCore, Right Regular Lay

Pemeliharaan

Untuk menjaga ketahanan tali kawat baja perlu diperhatikan cara

pemakaian dan penyimpanannya sebagai berikut:

Jangan diseret

Jangan diikat atau disimpul

Dibersihkan dengan dry cleaner atau penetrating oil

Bebas dari air hujan dan sinar matahari langsung (saat penyimpanan)

Dilumasi dengan wire rope grease (gardium compound)


5/18

5

3. Struktur Kabel Konstruksi

Ada jenis-jenis struktur yang telah banyak digunakan oleh perencana

gedung, yaitu struktur pelengkung dan struktur kabel. Kedua jenis struktur

yang berbeda ini mempunyai karakteristik dasar struktural yang sama,

khususnya dalam hal perilaku strukturnya.

Kabel yang mengalami beban eksternal tentu akan mengalami

deformasi yang bergantung pada besar dan lokasi beban eksternal. Bentuk

yang didapat khusus untuk beban itu ialah bentuk funicular ( sebutan

funicular berasal dari bahasa Latin yang berarti “tali”). Hanya gaya tarik

yang dapat timbul pada kabel. Dengan membalik bentuk struktur yangdiperoleh tadi, kita akan mendapat struktur baru yang benar-benar analog

dengan struktur kabel, hanya sekarang gaya yang dialami adalah gaya

tekan. Secara teoritis, bentuk yang terakhir ini dapat diperoleh dengan

menumpuk elemen-elemen yang dihubungkan secara tidak kaku (rantai

tekan) dan struktur yang diperoleh akan stabil. Akan tetapi, sedikit variasi

pada beban akan berarti bahwa strukturnya tidak lagi merupakan bentuk

funicular sehingga akan timbul momen lentur dan gaya geser akibat beban

yang baru ini. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya keruntuhan pada

struktur tersebut sebagai akibat dari hubungan antara elemen-elemen yang

tidak kaku, tidak dapat memikul momen lentur. Karena bentuk struktur

tarik dan tekan yang disebutkan di atas mempunyai hubungan dengan tali

tergantung yang dibebani, maka kedua jenis struktur disebut sebagai

struktur funicular.

Banyak bangunan yang menggunakan struktur funicular. Sebagai

contoh, jembatan gantung yang semula ada di Cina, India, dan Amerika

Selatan adalah struktur funicular tarik. Ada struktur jembatan kuno yang

menggunakan tali, ada juga yang menggunakan bambu. Di Cina ada

jembatan yang menggunakan rantai, yang dibangun sekitar abad pertamaSM. Struktur kabel juga banyak digunakan pada gedung, misalnya struktur

kabel yang menggunakan tali. Struktur ini dipakai dipakai sebagai atap

amfiteater Romawi yang dibangun sekitar tahun 70 SM.

Sekalipun kabel telah lama digunakan, pengertian teoretisnya masih

belum lama dikembangkan. Di Eropa, jembatan gantung masih belum

lama digunakan meskipun struktur rantai-tergantung telah pernah

dibangun di Alpen Swiss pada tahun 1218. Teori mengenai struktur ini

pertama kali dikembangkan pada tahun 1595, yaitu sejak Fausto Veranzio


6/18

6

menerbitkan gambar jembatan gantung. Selanjtnya pada tahun 1741

dibangun jembatan rantai di Durham County, Inggris. Jembatan ini

mungkin merupakan jembatan gantung pertama di Eropa.

Titik balik penting dalam evolusi jembatan gantung terjadi pada awal

abad ke-19 di Amerika, yaitu pada saat James Findley mengembangkan

jembatan gantung yang dapat memikul beban lalu lintas. Findley

membangun jembatannya untuk pertama kali pada tahun 1810 di Jacobs

Creek, Uniontown, Pennsylvania dengan menggunakan rantai besi

fleksibel. Inovasi Findley bukanlah kabelnya, melainkan penggunaan dek

jembatan yang diperkaku yang pengakunya diperoleh dengan

menggunakan rangka batang kayu. Penggunaan dek kaku ini dapatmencegah kabel penumpunya berubah bentuk sehingga bentuk permukaan

jalan juga tidak berubah. Dengan inovasi ini dimulailah penggunaan

jembatan gantung modern.

Inovasi Findley dilanjutkan oleh Thomas Telford di Inggris dengan

mendesain jembatan yang melintasi selat Menai di Wales (1818-1826).

Louis Navier, ahli matematika Prancis yang amat terkenal, membahas

karya Findley dengan menulis buku mengenai jembatan gantung, Rapport

et Memoire sur les Ponts Suspends, yang diterbitkan pada tahun 1823.

Navier dalam bukunya sangat menghargai karya Findley dalam hal

pengenalan dek jembatan kaku.

Segera setelah inovasi Findley, banyak jembatan gantung terkenal

lainnya dibangun, misalnya jembatan Clifton di Inggris (oleh Isombard

Brunel) dan jembatan Brooklyn (oleh John Roebling). Banyak pula

jembatan modern yang dibangun setelah itu, misalnya yang membentangi

Selat Messina dengan bentang tengah sekitar 5000 ft (1525 m) dan

jembatan Verazano-Narrows yang bentang tengahnya 4260 ft (1300 m).

Penggunaan kabel pada gedung tidak begitu cepat karena pada saat itu

belum ada kebutuhan akan bentang yang sangat besar. Meskipun James

Bogardus telah memasukkan proposal kepada Crystal Palace pada New

York Exhibition pada tahun 1853, yang mengusulkan atap gedung

berbentuk lingkaran dari besi tuang berdiameter 700 ft (213 m) digantung

dari rantai yang memancar dan ditanam pada menara pusat, struktur

pavilyun pada pameran Nijny-Novgorod yang didesain oleh V. Shookhov

pada tahun 1896 dianggap sebagai awal mulanya aplikasi kabel pada

gedung modern. Struktur-struktur yang dibangun berikutnya


7/18

7

adalahpavilyun lokomotif pada Chicago World’s Fair pada tahun 1933 dan

Livestock Judging Pavillion yang dibangun di Raleigh, North Carolina

pada sekitar tahun 1950. sejak itu sangat banyak dibangun gedung yang

menggunakan struktur kabel.

Ukuran Elemen

Gambar 6.8 mengilustrasikan batas-batas perbandingan tinggi bentang

untuk beberapa sistem struktur baja yang umum digunakan. Kolom baja

struktural umumnya mempunyai perbandingan tebal-tinggi bervariasi

antara 1 : 24 dan 1 : 9, yang tergantung pada beban dan tinggi

kolom.Keseluruhan kemungkinan bentang yang dapat dicapai dari

beberapa sistem terangkum dalam gambar 6.9.

Setiap struktur

adalah gabungan dari

bagian-bagian tersendiri

atau batang-batang yang

harus disambung bersama

(biasanya di ujung batang)

dengan beberapa cara.

Sambungan terdiri darikomponen sambungan

(pelat pengisi, pelat buhul,

pelat pendukung, dan pelat

penyambung) dan alat

pengencang (baut dan las).

4. Tipe Kabel Konstruksi

Kabel sesuai dengan keperluannya, terdiri dari berbagai macam tipe.

Menurut standard DIN 18 800 semua kabel yang digunakan untuk struktur

bangunan dikategorikan sebagai high tensile members.

Secara umum kabel-kabel tersebut mempunyai kekuatan rencana yang

lebih tinggi dari pada batang tarik baja, sehingga dengan luas penampang

yang sama dapat memikul beban lebih besar. Tetapi modulus elastisitas

kabel adalah antara E = 155.000 N/mm 2 sampai E = 165.000 N/mm 2 ,

http://www.crayonpedia.org/mw/Berkas:Tsb9.jpg


8/18

8

jelas lebih rendah dari pada modulus elastisitas yang dipakai untuk batang

tarik baja (E = 210.000 N/mm 2 ).

Ada pula kabel yang mempunyai lapisan krom dan nikel, agar bersifat

tahan terhadap karat. Untuk keperluan konstruksi bangunan, dikenal 3 tipe

penampang kabel, yaitu spiral strands, full locked coil cables dan

structural wire ropes (Gambar 10).

Spiral strands terutama digunakan untuk bangunan di mana bebannya

relatif kecil seperti untuk pendukung antena telekomunikasi, cerobong

asap, ikatan angin (bracing ) pada jaringan kabel, struktur kayu dan baja.

Spriral strands diproduksi dengan diameter antara 5 mm sampai 40 mm.

Spiral strands hanya terdiri dari kawat-kawat yang berpenampang

lingkaran, akibat adanya celah-celah spiral strand dikelompokkan pada

material yang kurang tahan terhadap bahaya korosi.

Full locked coil cables terutama digunakan sebagai kabel utama pada

berbagai konstruksi, antara lain kabel utama pada suspension bridge dan

stay cables bridge, kabel tepi pada jaringan kabel.

Sifat-sifat khusus dari full locked coil cables, adalah:

Mempunyai E – modulus yang tinggi

Permukaan kabel mempunyai daya tahan tinggi

Permukaan kabel tertutup, sehingga tahan terhadap bahaya korosi


9/18

9

Penampang kabel bagian dalam atau bagian inti terdiri dari kawat-

kawat dengan penampang lingkaran, sedangkan bagian luar,

penampangnya berbentuk Z.

Structural wire ropes, terutama digunakan sebagai kabel tepi pada

struktur membran (textile structure).Kabel ini terdiri dari beberapa strands,

sehingga sifatnya fleksibel.

5. Keunggulan Dan Kelemahan Kabel Konstruksi

a. Keunggulan

Keunggulan struktur kabel :

1. Elemen kabel merupakan elemen konstruksi paling ekonomis untuk

menutup permukaan yang luas

2. Ringan, meminimalisasi beban sendiri sebuah konstruksi

3. Memiliki daya tahan yang besar terhadap gaya tarik, untuk bentangan

ratusan meter mengungguli semua sistem lain

4. Memberikan efisiensi ruang lebih besar. Struktur kabel mampu mewujudkan

ruang dalam yang sangat luas, “tanpa kolom”, tapi tetap mempunyai kesan ringan,

anggun, transparan dengan bentuknya yang unik.

5.

Memiliki faktor keamanan terhadap api lebih baik dibandingkan

struktur tradisonal yang sering runtuh oleh pembengkokan elemen

tekan di bawah temperatur tinggi. Kabel baja lebih dapat menjaga

konstruksi dari temperatur tinggi dalam jangka waktu lebih panjang,

sehingga mengurangi resiko kehancuran

6. Dari segi teknik, pada saat terjadi penurunan penopang, kabel segera

menyesuaikan diri pada kondisi keseimbangan yang baru, tanpa

adanya perubahan yang berarti dari tegangan

7. Cocok untuk bangunan bersifat permanen

8.

Memiliki fleksibilitas pemakaian dan pra-pabrikasi pembuatannya,sehingga siap untuk dipasang di tempat konstruksi dan dapat

dikerjakan dalam waktu yang singkat.

9. Merupakan elemen struktur yang mampu memikul aksial tarik serta

aksial tekan secara bersamaan dan mempunyai kekakuan lentur.

10. Melalui teknik prategang, sangat efektif bila digunakan pada jaringan

kabel untuk atap bangunan yang dirancang sebagai geometri ruang

(3D) yang mempunyai bentuk lengkung ganda yang saling berlawanan

(anti klastis) atau bentuk pelana , di mana kedua kabel yang saling

bersilangan tersebut mempunyai pusat lengkung berlawanan dengan


10/18

10

posisi di atas dan di bawah . Dengan demikian gaya prategang pada

kedua kabel tersebut, akan saling menstabilkan diri pada saat

memikul beban luar.

11. Elemen struktur yang dapat mengeksplorasi keindahan bangunan.

12. Penggunaannya dapat diperhitungkan dari awal sehingga efesiensi

penggunaan kabel konstruksi pada bangunan bisa diperoleh.

13. Kabel merupakan material yang fleksibel, yang dapat digunakan

sebagai elemen struktur yang dengan mudah dapat mengikuti bentuk

optimal dari sebuah bangunan.

b. Kelemahan

Pembebanan yang berbahaya untuk struktur kabel adalah getaran. Struktur

ini dapat bertahan dengan sempuna terhadap gaya tarik dan tidak

mempunyai kemantapan yang disebabkan oleh pembengkokan, tetapi

struktur dapat bergetar dan dapat mengakibatkan robohnya bangunan

1. Diperlukannya proses Form finding untuk menghasilkan bentuk

geometri struktur kabel material konstruksi hanya mengalami tarik

pada bidangnya (membran), tanpa adanya tegangan akibat momen

lentur.

2.

Memerlukan penghitungan yang cukup rumit terhadap sistem

pemberian gaya prategang

3. Diperlukannya analisa yang tepat untuk menentukan tipe dan jenis

bahan kabel yang sesuai.

4. Rentan terhadap bahaya korosi sehingga diperlukan bahan pelindung

yang tepat.

5. Harus benar dari proses pabrikasi dan pemasangan.

B.

Penggunaan Serta Aplikasi Kabel Konstruksi Pada Bangunan1. Aplikasi Struktur Kabel

Bila pada awalnya struktur kabel banyak digunakan untuk berbagai

jembatan, seperti suspension bridge, cable stayed bridge, dan lain-lain,

tapi kini para arsitek pun dapat mewujudkan idenya melalui struktur kabel

untuk mewujudkan ruang dalam yang sangat luas, “tanpa kolom”, tapi

tetap mempunyai kesan ringan, anggun, transparan dengan bentuknya yang

unik.


11/18

11

Struktur kabel yang paling banyak digunakan untuk atap stadion olah

raga, karena stadion olah raga memang memerlukan ruang yang bebas

kolom pada bagian dalamnya. Kombinasi struktur kabel dan tekstil

merupakan solusi bagi keperluan untuk perancangan atap stadion olah raga

yang dapat digerakkan tutup buka.

Sedangkan rancangan gedung masa kini makin banyak pula

menggunakan struktur kabel sebagai “ suspended cable” untuk dinding

kaca dengan bidang yang luas, atau sebagai “ supported cable” untuk

rancangan atap kaca.

Perkembangan dalam arsitektur struktur kabel ini menunjukkantantangan bagi para insinyur struktur, bahwa mereka seharusnya dapat

berperan lebih dominan dalam membuat rancangan struktur kabel

dibandingkan arsitek. Mereka tidak hanya “tukang hitung” saja, tapi

mereka pun bertanggung jawab untuk segi estetika karena keindahan

struktur kabel justru tampil dari elemen strukturnya sendiri.

Penerapan Struktur Kabel dalam Arsitektur

Aplikasi Baja Kabel Pada Stadium

Baja kabel sangat cocok digunakan pada atap stadion,karena struktur

kabel tidak membutuhkan kolom – kolom yang besar untuk menyalurkan

beban , sehingga pandangan penonton ke arena tidak terganggu. Selain itu

penggunaan struktur kabel pada atap stadion dapat menambah nilai estetis

bangunan. Gaya yang terjadi pada atap stadion rata – rata merupakan gaya tarik

menarik ,ini dikarenakan kabel yang menarik bertumpu pada sebuah tiang dan

menarik rangka atap. Akibatnya kabel yang menarik atap terbebani oleh berat

dari atap tersebut dan terjadilah gaya tekan, disisi lain atap tersebut ditarik oleh

kabel yang ditahan oleh tiang dan disalurkan oleh kabel belakang ketanah.

Struktur kabel merupakan suatu generalisasi terhadap beberapa struktur

yang menggunakan elemen tarik berupa kabel sebagai ciri khasnya. Struktur ini

bekerja terhadap gaya tarik sehingga lebih mudah berubah bentuk jika terjadi

perubahan besar atau arah gaya. Struktur kabel merupakan struktur funicular

dimana beban pada struktur diteruskan dalam bentuk gaya tarik searah dengan

material konstruksinya, sehingga memungkinkan peniadaan momen.


12/18

12

Pemasangan Struktur Kabel

Sistem Stabilisasi

Beberapa sistem stabilisasi yang dapat digunakan untuk mengantisipasi

deformasi pada struktur kabel antara lain :

1. Peningkatan beban mati Stabilisasi ini dilakukan dengan penerapan

material dengan berat yang memadai dan merupakan material yang

homogen sehingga diperoleh beban yang terdistribusi merata.

2. Pengaku busur dengan arah berlawanan (inverted arch). Stabilisasi dengan

pengaku bususr atau kabel ini berusaha mencapai bentuk yang kaku

dengan menambah jumlah kabel sehingga kemudian menghasilkan suatu

jaring-jaring (cable net structure).3. Penggunaan batang-batang pembentang (spreader). Stabilisasi ini

menggunakan batang-batang tekan sebagai pemisah antara dua kabel

sehingga menambah tarikan internal didalam kabel.

4. Penambatan/pengangkuran ke pondasi (ground anchorage). Sistem ini

hanya berlaku bagi kabel karena adanya gaya-gaya taik yang dinetralisir

oleh pondasi sehingga menghasilkan stabilisasi.Pada pondasi terjadi

tumpuan tarik akibat perlawanan gaya tarik kabel.

5. Metoda prategang searah kabel (masted structure). Ciri utamanya adalah

tiang-tiang dan kabel yang secara keseluruhan membentuk suatu struktur

kaku. Kabel ditempatkan pada keadaan tertegang dengan jalan

memberikan beban yang dialirkan searah kabel.

Mengapa Struktur Kabel Prategang ?

Teknik prategang, yang umumnya kita kenal pada struktur beton, tidak lain

merupakan suatu rekayasa yang cerdik, di mana aplikasinya telah berdampak

luar biasa pada perkembangan dunia teknik, termasuk juga pada penggunaan

kabel sebagai bahan struktur.

Melalui teknik prategang, kabel sebagai elemen struktur yang tadinya hanyamampu memikul aksial tarik menjadi elemen struktur yang mampu memikul

aksial tekan dan mempunyai kekakuan lentur. Sedangkan gaya prategang yang

diberikan pada struktur kabel ruang, harus mampu menstabilkan keseluruhan

sistem struktur, sehingga untuk setiap kombinasi pembebanan kabel-kabel

tetap dalam keadaan tarik. Perilaku struktur kabel yang diberi gaya prategang

dapat kita pelajari dari percobaan seperti pada Gambar 1.


13/18

13

Kita rentangkan 2 tali karet

(atau kabel yang cukup

elastis), satu tali

direntangkan tanpa

dikencangkan, artinya tanpa

gaya prategang (V = 0),

sedangkan tali yang lain

dikencangkan, artinya diberi

gaya prategang (V ≠ 0). Bila

di tengah ketinggian setiap

tali digantungkan beban P,

pada tali di mana V = 0 bagian atas meregang

sebesar ∆l, dan bagian bawah

tali akan terlipat. Sedangkan

tali di mana V ≠ 0 bagian

atas hanya akan meregang

sebesar setengah ∆l. Hal ini

disebabkan sekarang beban P

dipikul baik oleh bagian atas

dan bagian bawah tali,

masing-masing sebesar 50 %

beban P.

Dari grafik hubungan P dan ∆l untuk kedua tali memperlihatkan bahwa tali

dengan gaya prategang akan mempunyai deformasi yang jauh lebih kecil. Bila

beban P sudah mencapai kondisi detension (tegangan tali pada bagian bawah

menjadi nol), maka grafik hubungan P dan ∆l kembali menjadi paralel dengan

grafik untuk tali tanpa tegangan.

Bila kedua tali sekarang

dibebani dengan beban

terpusat P seperti pada

Gambar 2, maka grafik P dan

∆ kedua tali tersebut

memperlihatkan kabel dengan

prategang (V ≠ ∆) mampu

untuk memikul beban


14/18

14

melintang secara lebih efektif, yaitu deformasi lenturnya menjadi jauh lebih kecil

dibandingkan dengan ∆ untuk tali tanpa prategang (V = ∆). Dari kedua contoh

tersebut, terbukti bahwa gaya prategang pada kabel selain akan meningkatkan

“kekakuan” arah aksial juga akan

meningkatkan lenturnya.

Teknik prategang akan lebih

efektif bila digunakan pada

jaringan kabel untuk atap

bangunan yang dirancang sebagai

geometri ruang (3D) yang

mempunyai bentuk lengkung

ganda yang saling berlawanan (antiklastis) atau bentuk pelana , di

mana kedua kabel yang saling

bersilangan tersebut mempunyai

pusat lengkung berlawanan dengan

posisi di atas dan di bawah

(Gambar 3). Dengan demikian gaya prategang pada kedua kabel tersebut, akan

saling menstabilkan diri pada saat memikul beban luar.

Bila seluruh sistem jaringan

kabel tersebut diberi gaya prategang,

maka jaringan kabel mampu

memikul berbagai kombinasi

pembebanan luar. Besarnya gaya

prategang yang diberikan, harus

diberikan sedemikian besarnya

sehingga kita dapat menghindari

adanya kabel dalam keadaan tanpategangan tarik (pasif). Hal ini untuk

menghindari terjadinya penurunan

kekakuan struktur, yang

menyebabkan membesarnya

deformasi. Transfer gaya prategang

pada jaringan kabel, dilakukan

dengan memasang kabel utama pada

tepi jaringan, di mana kabel

utamanya harus dipasang dengan


15/18

15

bentuk lengkung. Dengan cara menarik kabel utama ini,maka gaya prategang akan

ditransfer pada seluruh jaringan kabel (Gambar 4).

Form Finding

Berbeda dengan perencanaan bangunan yang mempunyai bentuk standar

seperti lingkaran, persegi, dan lain-lain, maka untuk struktur kabel yang

digunakan untuk atap stadion ataupun lainnya dengan bentang sangat lebar,

maka proses perencanaannya dimulai dengan pencarian bentuk geometrinya,

dikenal sebagai metoda form finding . Proses ini diperlukan agar diperoleh

bentuk atap yang unik dan estetis, tapi bentuk ini justru merupakan bentuk

yang optimal ditinjau dari segi struktur.Per definisi, form finding adalah proses untuk menemukan bentuk struktur

yang optimal, yaitu struktur yang bentuknya akan memberikan kondisi paling

efisien dari segi penggunaan bahan konstruksinya. Kondisi ini dapat kita

peroleh bila material konstruksi hanya mengalami tarik pada bidangnya

(membran), tanpa adanya tegangantegangan akibat momen lentur.

Dari proses form finding akan dihasilkan bentuk 3D yang unik, yaitu

bentuk lengkung ganda antiklastis atau bentuk pelana (Gambar 5), yang juga

terbukti sangat efektif bila digunakan teknik prategang padanya. Kabel sebagai

material yang fleksibel, dapat kita pakai sebagai elemen struktur yang dengan

mudah dapat mengikuti bentuk optimal ini. Proses form finding dilakukan

pada saat pradesain sampai ke tahap desain konsep bangunan, dan dikerjakan

dengan melakukan berbagai eksperimen untuk mendapatkan variasi bentuk

bangunan. Setelah ada kepastian bentuk geometrinya, maka secara tepat

geometri bangunan akan dihitung dengan metoda matematik numerik.

Adapun perhitungan matematik numerik diturunkan berdasarkan prinsip

permukaan minimum, yaitu suatu gejala fisika yang kita temukan pada form

finding dengan menggunakan gelembung sabun.


16/18

16

Kini sudah tersedia program komputer

yang bisa men” generate” bentuk geometri

berdasarkan kondisikondisi Batas yang telah

Ditetapkan (Gambar 6).


17/18

17

Karena elemen-elemen struktur

kabel ini umumnya tidak selalu

bersilangan secara orthogonal,

diperlukan desain bentuk dari titik

pertemuan antara kabel. Setiap titik

pertemuan dari kabel selain harus

memenuhi syarat kekuatan dan

kemudahan pemasangan, juga harus

dipertimbangkan secara estetika.

Sesuai fungsinya titik pertemuan

dari kabel-kabel tersebut dapatdikategorikan dalam beberapa bentuk

simpul untuk persilangan dari 2 atau 4

kabel. Sifat dari pemegang persilangan

ini dapat dibedakan dalam 2 sistem,

yaitu: sistem di mana sifat persilangan

tidak dapat berotasi ( fix) dan sistem

dimana persilangan masih dapat

bergeser dan berotasi (Gambar 7).

Dudukan Untuk Pelengkung Kabel

Sesuai dengan fungsinya resultan

gaya pada kabel utama harus pula

dapat dibelokkan. Sebagai lintasan dari

pembelokan kabel utama umumnya

digunakan konstruksi dudukan

berbentuk pelana dengan radius tertentu

(Gambar 8).

Sedangkan bila diperlukan perubahan arah gaya di mana sudut beloknya kecil

dan panjang kabelnya terbatas, maka direncanakan dengan sistem di mana kabel-

kabel tersebut diputus pada daerah tersebut, untuk kemudian kabel-kabel tersebut

akan bertemu pada konstruksi pelat simpul 3D (Gambar 9).


18/18

18

Pengangkuran

Seperti sudah dijelaskan, pemberian gaya prategang pada jaringan kabel

dilakukan dengan menarik kabel utama pada ujung-ujungnya. Untuk itudiperlukanpengangkuran dan penarikan pada kabel utama.

Ketiga tipe detil dari bentuk pertemuan ini merupakan aspek teknis yang

harus dirancang dan diuji terlebihdahulu. Saat ini, untuk beberapa detail standar

sudahtercantum dalam standard DIN.

TEKNOLOGI BAHAN KABEL

Documents

Transcript of TEKNOLOGI BAHAN KABEL