Dokumen ini membahas tentang struktur rangka ruang (space-frame) yang merupakan sistem konstruksi tiga dimensi yang menggunakan modul segitiga dengan sambungan khusus. Keunggulan dari space-frame meliputi distribusi beban yang baik, efisiensi material, dan kemudahan dalam produksinya. Berbagai jenis sambungan dan aplikasi space-frame dalam konstruksi juga dijelaskan, mencakup penggunaan dalam atap, lantai, dan dinding.

1. STRUKTUR
RANGKA RUANG
(SPACE-
FRAME)
KELOMPOK 1
o Amalia Nur Anisa (D51112292)
o Siti Fatimah Hartina (D51114018)
o Reinhart Bunadi (D51114028)
o Safirah Setiabudi (D51114311)
o Nazar Hairuddin (D51112063)

2. PENGERTIAN SPACE-FRAME
▪ Struktur tiga dimensi yang mencakup sistem diikat dalam
dua arah di mana anggota berada dalam ketegangan atau
kompresi saja. istilah space-frame meliputi koneksi terjepit
dan kaku (Hardi, 2003)
▪ Sistem konstruksi rangka dengan suatu sistem sambungan
antara batang/ member satu sama lain yang
menggunakan bola/ ball joint sebagai sendi
penyambungan dalam bentuk modul-modul segitiga agar
mudah dipasang, dibentuk, dan dibongkar kembali

3. PENGERTIAN SPACE-FRAME
▪ Sistem konstruksi berupa komposisi dari batang-batang
yang masing-masing berdiri sendiri, memikul gaya tekan
dan gaya tarik yang sentris dan dikaitkan satu sama lain
dengan sistem keruangan / tiga dimensi (Siswoyo, 2008)
▪ Bentuk space-frame ini dikembangkan dari pola grid dua
lapis (double-layer grids), dengan batang-batang yang
menghubungkan titik-titik grid secara tiga dimensional
(Frick, 1998)

4. KELEBIHAN SPACE-FRAME
FAKTOR DESKRIPSI
1) BERAT
Material disebarkan dengan leluasa dalam
suatu mekanisme transfer beban utama
secara aksial; tegangan atau kompresi.
Alhasil, seluruh material di dalam elemen
yang tersedia dimanfaatkan hingga tingkat
batasnya. Juga, kebanyakan space-frame
menggunakan aluminium yang sifatnya
sangat ringan sebagai material.
2) KERAS/KAKU
Suatu konstruksi space-frame umumnya
cukup kaku didukung tingkat
keringanannya, karena karakteristik rangka
3 dimensi keterlibatan seluruh elemen
utamanya.

5. KELEBIHAN SPACE-FRAME
FAKTOR DESKRIPSI
3) PRODUKSI
Space-frame dapat dibuat dari unit-unit yang
terprefabrikasi, yang biasanya banyak
ukuran dan bentuknya. Unit-unit tersebut
dapat diangkut dengan mudah dan dengan
cepat dirakit bahkan oleh tenaga yang
kurang terampil, serta biaya
pelaksanaannya cenderung lebih kecil.
4) KESANGGUPAN
Space-frame mampu dibentuk secara variatif
karena memanfaatkan sistem modul
standar untuk menghasilkan berbagai grid
datar, pola-pola shell, dan bentuk-bentuk
yang lebih bebas. Keindahan visual dan
kesederhanaan garis dalam space-frame
membuat sistem ini sering digunakan.

6. PRINSIP-PRINSIP SPACE-FRAME

7. PRINSIP UMUM
 Penyusunan elemen-elemen menjadi himpunan segitiga yang membentuk
komposisi lengkap dan stabil
NB: Sembarang susunan segitiga akan menghasilkan struktur yang stabil dan
kaku (rigid)

8. PRINSIP UMUM
 Struktur rangka batang dari elemen segitiga akan semakin efektif (juga efisien)
apabila struktur tersebut dibuat menjadi rangkaian yang meruang (3 dimensi)
 Penahanan gaya (tarik-tekan) diharapkan tidak melentur
 Bentuk segitiga dapat menahan gaya-gaya eksternal dari berbagai vektor arah
sehingga efisien dalam menahan tegangan tekuk (buckling), sangat efisien dan
teratur apabila sistem sambungan memiliki kemiringan vektor 45o-60o
 Struktur space-frame tidak membedakan antara batang utama (mayor) dan
batang pendukung (minor)

9. PRINSIP UMUM
Penanganan terhadap tegangan tekuk dapat diterapkan dengan metode-metode
yang mudah dan efisien

10. PRINSIP MEKANIK
 Bentuk dasar rangka ruang adalah tetrahedron yang susunannya dapat berulang
apabila bentangan struktur rangka diperlebar

11. PRINSIP MEKANIK
 Kumpulan segitiga dengan sistem meruang menerima gaya-gaya dari berbagai
sumbu koordinat melalui titik-titik kumpul yang terdiri atas gaya batang dan
beban eksternal
 Cara kerja mekanik space-frame adalah dengan mereaksikan setiap gaya (yang
sama, maupun beda arahnya) hingga saling meniadakan (∑F=0; ∑M=0), termasuk
jika ada segmen/rusuk yang lebih panjang
 Resultan gaya tiap-tiap sumbu (∑Fx; ∑Fy; ∑Fz) harus bernilai ‘0’ untuk menjaga
keseimbangan rotasional dan translasional
 Didapatkan kemungkinan lebar bentang 6x s.d. 36x unit modul jika diukur
berdasarkan kemiringan 45o-60o terhadap rusuk bentang

12. PRINSIP MEKANIK

13. DOUBLE LAYER GRIDS
Double layer grids merupakan sistem grid space-frame yang dalam bentukannya,
menghasilkan dua permukaan bidang, yaitu pada bagian atas dan bagian bawah
dari struktur space-frame tersebut. Double layer grids terbentuk melalui 3 macam
bentuk dasar antara lain:

14. DOUBLE LAYER GRIDS
Rangka berkisi-kisi planar
(Planar latticed Truss)
Limas segitiga (tetrahedral)
Limas segi empat
(separuh oktahedral)

15. PENGEMBANGAN DASAR
DOUBLE LAYER GRIDS

16. PENGEMBANGAN DASAR
DOUBLE LAYER GRIDS

17. PENGEMBANGAN DASAR
DOUBLE LAYER GRIDS
Pemilihan bentuk pengembangan dasar sistem Double Layer Grids dapat diperoleh
melalui pertimbangan-pertimbangan pada tabel berikut ini.

18. DUKUNGAN STRUKTURAL
DOUBLE LAYER GRIDS
a) Dukungan di Sepanjang Tepi (Perimeter); Metode ini yang paling banyak
digunakan di berbagai lokasi. Dukungan terhadap double layer grids mungkin
secara langsung dialirkan ke kolom atau pada cincin balok yang
menghubungkan kolom dengan dinding luar. Harus diperhatikan bahwa
mukuran modul dari grid harus dicocokkan dengan pemberian spasi kolom.
b) Metode Multi Column Support; memberi kolom-kolom pokok sebagai
penyangga struktur Space-Frame di sepanjang bagian tepi bangunan (perimeter
bangunan), pada pojok-pojok bangunan, atau berpatokan pada modul-modul
tertentu.

19. DUKUNGAN STRUKTURAL
DOUBLE LAYER GRIDS

20. DUKUNGAN STRUKTURAL
DOUBLE LAYER GRIDS
c) Memadatkan sistem space-frame dengan
mempertebal komposisi framing lebih kompleks
pada bagian yang bebas (kurang mendapat
sokongan dari kolom penyangga) atau membuat
sistem penyangga memiliki jangkauan sokongan
yang lebih luas (dengan membuat sistem framing
lebih kompleks pada bagian penyangganya, atau
membuat balok penyangga pada puncak kolom
yang bersambungan langsung dengan sistem
space-frame)

21. DUKUNGAN STRUKTURAL
DOUBLE LAYER GRIDS

22. RAGAM SAMBUNGAN STRUKTUR
SPACE-FRAME

23. SISTEM MERO
 Sistem sambungan ini terdiri dari sebuah benda yang berfungsi sebagai titik sambung dari
baja press (hot pressed steel) ditempa dengan permukaan-permukaan gosok dan lubang-
lubang tepuk. Batang-batang (member) merupakan potongan baja hollow dengan baja
tempaan berbentuk kerucut yang dilas pada pada pinggirannya yang dibuat sambungan
(bolt) pasang yang dapat dilepas. Sambungan (bolt) dirapatkan menggunakan pin pengunci
(dowel pin) yang sudah ditata secara rapi.
 Hingga 18 batang member yang dapat disambungkan melalui sistem sambungan ini secara
seragam
 Pabrik dapat menghasilkan sambungan ini dengan kisaran diameter dari 46,5 - 350 mm,
kemungkinan bentangan berkisar antara M12-M64 dengan batas penanganan gaya
maksimum 1413 kN.

24. SISTEM MERO

25. SISTEM UNISTRUD
 Sistem sambungan ini terdiri dari plat penghubung
yang merupakan plat baja press.
 Hanya terdiri atas 4 (empat) komponen, yaitu plat
konektor; strud; sambungan (bolt); dan nut.
 Batang-batang member merupakan potongan
batang yang dibuat untuk fungsi lubang saluran dan
diikat oleh plat konektor dengan menggunakan
sambungan tunggal pada masing-masing ujungnya.
 Bentangan maksimal untuk sistem ini sekitar 40 m
dengan standar modul 1,2 - 1,5 m. nama Moduspan
juga merupakan sebutan untuk sistem ini.

26. SISTEM OKTAPLAT
 Memanfaatkan material bola baja hollow dan
batang member silinder yang disambungkan
dengan sistem las. Titik sambung terbentuk dari
hasil penyambungan las dua cangkang setengah
bola secara bersamaan yang terbuat dari plat
baja baik melalui sistem press panas, maupun
dingin.
 Bola baja hollow mungkin diperkuat dengan
semacam diafragma tahunan.
 Bola hollow sudah pernah digunakan dengan
diameter hingga 500 mm.

27. SISTEM SPACE DECK
 Empat diagonalnya dibuat dari tiang tangkai atau batang yang dihubungkan (dengan sistem
las) pada pojok-pojok dari sudut rangkanya dan dihubngkan pada suatu pada bagian yang
menempati puncak strukturnya. Hal ini didasarkan pada unit limas segiempat.
 Empat diagonalnya dibuat dari tiang tangkai atau batang yang dihubungkan (dengan sistem
las) pada pojok-pojok dari sudut rangkanya dan dihubngkan pada suatu pada bagian yang
menempati puncak strukturnya. Hal ini didasarkan pada unit limas segiempat.
 Sistem space deck umumnya digunakan untuk bentangan yang lebih kurang dari 40 m dengan
suatu standar modul dan kedalaman 1,2 m. sebuah kedalaman structural minimum pada 0.75
m juga diterapkan.
 Untuk pembebanan desain yang lebih tinggi dan bentangan yang lebih besar, modul alternatif
produksi berkisar antara 1,5 m dan 2,0 m dengan kedalaman yang sama dengan modul.

28. SISTEM SPACE DECK

29. SISTEM TRIODETIK
 Terdiri dari sebuah pusat konektor aluminium yang dibentangkan dengan kunci penyambung
(hub) yang tajam. Tiap-tiap ujung member dipress dengan tujuan untuk membentuk suatu
pinggiran berbentuk koin yang cocok untuk dihubungkan dengan kunci penyambungnya.
 Sambungan ini selesai ketika seluruh batang member sudah dimasukkan pada pusat konektor
(hub), washer diletakkan pada tiap-tiap ujung dari pusat konektor (hub), dan sebuah baut
ditancapkan pada pusat konektor (hub).
 Murni menggunakan material aluminium dan diluruskan menggunakan tabung baja yang
digalvanisasikan dan penghubung aluminium (aluminium hub).
 Sistem double layer grids yang menggunakan sambungan triodetik sudah pernah digunakan
pada bangunan dengan bentangan hingga 33 m. Modul dasarnya hampir dapat diterapkan
hingga 2,7 m. Kedalaman permukaan umumnya 70% dari ukuran modul.

30. SISTEM TRIODETIK

31. RAGAM STRUKTUR
SPACE-FRAME

32. BERDASARKANKELENGKUNGAN
1) FLAT COVER 2) BARREL VAULTS 3) SPHERICAL DOMES
Hasil gubahan dari struktur
planar. Bidangnya disusun
melalui batang horizontal dan
gaya lateralnya disokong oleh
batang diagonal
Jenis space-frame yang
memiliki potongan diagonal
dari suatu lengkungan
sederhana. Sehingga, tidak
membutuhkan modul
tetrahedral atau piramid
sebagai bagian pendukungnya.
Bentuk kubah ini
membutuhkan modul
tetrahedral atau piramid
disertai dukungan tambahan
dari struktur membran (kulit)

33. BERDASARKANJMLHBIDANGDATAR
1) SINGLE LAYER 2) DOUBLE-LAYER 3) TRIPLE LAYER
Seluruh elemen disusun dalam
satu permukaan
Setiap elemen dikelompokkan
dalam dua lapisan (bidang)
paralel dengan nilai jarak
antarlapisan tertentu.
Batang diagonal
menghubungkan titik-titik dari
kedua lapisan dengan arah
berbeda.
Setiap elemen ditempatkan
dalam tiga lapisan parallel,
yang dihubungkan batang
diagonal. Keseluruhannya
nyaris datar.
Sistem ini sebagai solusi untuk
mengurangi panjang batang
diagonal.

34. RAGAM STRUKTUR DOUBLE LAYER
SPACE-FRAME
1) Space-frame yang tersusun atas prisma-prisma segiempat
a) Sistem batang tunggal pada bidang-bidang vertikal prisma
b)Sistem batang ganda pada bidang-bidang vertikal prisma
c) Sistem batang diagonal pada bidang-bidang vertikal prisma
2) Space-frame yang tersusun atas prisma-prisma segitiga
a) Sistem batang tunggal pada bidang-bidang segiempat prisma
b)Sistem batang ganda pada bidang-bidang segiempat prisma
3) Space-frame yang tersusun atas tetrahedral dan semi-octahedral
4) Space-frame yang tersusun atas tetrahedral dan octahedral

35. RAGAM STRUKTUR DOUBLE LAYER
SPACE-FRAME

36. RAGAM STRUKTUR DOUBLE LAYER
SPACE-FRAME
Space-frame yang tersusun atas prisma-prisma segitiga

37. RAGAM STRUKTUR DOUBLE LAYER
SPACE-FRAME
Space-frame yang tersusun atas prisma-prisma segiempat

38. RAGAM STRUKTUR SPACE-FRAME
Space-frame yang tersusun atas tetrahedral dan oktahedral

39. RAGAM STRUKTUR DOUBLE LAYER
SPACE-FRAME
Bentuk-bentuk baru dapat diciptakan dengan meneraokan variasi terhadap
bentuk-bentuk dasar space-frame

40. PENERAPAN DALAM
KONSTRUKSI

41. KEGUNAAN STRUKTUR
Space-frame bukan hanya digunakan untuk struktur atap dengan rentangan yang
panjang, namun juga untuk struktur atap dengan rentangan yang sedang, maupun
pendek. Juga, dapat diterapkan pada struktur lantai dan dinding eksterior.
Penggunaan sistem space-frame sebagai struktur atap dapat berfungsi sebagai:
• Kanopi
• Skylight
• Kubah Tempat Ibadah
• Hangar,dll

42. ■ Heydar Aliyev Center by ZAHA HADID
Fungsi : Gallery Hall & Museum

43. ■ LondonAquatic Centre by ZAHA HADID
Fungsi : Stadium renang Olimpiade 2012

44. ■ Riverside Museum by ZAHA HADID
Fungsi : Museum

45. ■ Dammam Municipality Building
Fungsi : Skylight Bangunan

46. SUMBER REFERENSI
HTTP://RANGKASPACEFRAME.BLOGSPOT.CO.ID/2014/07/STRUKTUR-RANGKA-SPACE-FRAME.HTML
HTTP://WWW.JASASIPIL.COM/2015/10/PENGERTIAN-STRUKTUR-RANGKA-SPACE-FRAME.HT
HTTP://MODUL.MERCUBUANA.AC.ID/FILES/PBAEL/PBAELMERCUBUANAACID/MODUL%20BACKLINK/MODUL%20GENAP%202009-
2010/FTSP/ARISTEKTUR/JONI%20HARDI%20-%20TEKNOLOGI%20BANGUNAN%20IV/MODULTEKNOLOGIBANGUNAN4GP0910TM3.PDF
HTTP://FILE.UPI.EDU/DIREKTORI/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ARSITEKTUR/197311012008011-SUHANDY_SISWOYO/STRUKTUR_RANGKA_RUANG.PDF
HTTP://FILE.UPI.EDU/DIREKTORI/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ARSITEKTUR/197612072005011-
FAUZI_RAHMANULLAH/STRUKTUR_DAN_KONSTRUKSI__BANGUNAN/HAND_OUT/STRUKTUR_BAGUNAN_GANJAR.PDF
HTTP://SIPIL.FT.UNS.AC.ID/KONTEKS7/PROSIDING/224S.PDF
HTTP://FAC.KSU.EDU.SA/SITES/DEFAULT/FILES/11-_SPACE_FRAMES_CONSTRUCTION.PDF
HTTP://3DSPACECO.COM/PUBLIC/USER_DATA/SHOKOUH/%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA%20%D9%84%D8%A7%D8%AA%DB%8C%D9%8
6/13.PDF
MODUL PERKULIAHAN STRUKTUR BENTANG LEBAR TEKNIK ARSITEKTUR UNIVERSITAS HASANUDDIN