Pada artikel sebelumnya, kami telah membahas mengenai tipe portal frame di mana menurut Salter et al (2004), terdapat beberapa tipe portal. Di antara yang telah kami bahas adalah pitched roof portal, portal Frame dengan lantai mezzanine, portal frame derek dengan kolom braket, dan mono-pitch portal frame.
Melalui artikel bagian kedua ini, kami akan melanjutkan pembahasan mengenai jenis/ tipe portal frame. Berikut penjelasannya!
7. Tied Portal Frame
Dalam portal yang diikat sesuai gambar di bawah, pergerakan horizontal dari atap dan momen dalam kolom dapat dikurangi. Hal ini tentunya dapat berguna ketika crane dirancang untuk menjangkau seluruh struktur di bawah level tie. Namun, terdapat kerugian di mana jarak bebas vertikal yang tersedia akan berkurang.
Untuk kemiringan atap kurang dari 15o, gaya yang sangat besar akan berkembang di rafter dan tie. Kekuatan besar ini akan mengurangi stabilitas portal sehingga desain dan proses analisis harus dilakukan secara hati-hati.
Sementara itu, sambungan pengikat di bagian atap relatif mahal. Sistem sambungan seperti ini harus cukup kaku dan bebas dari gerakan agar dapat mencegah lendutan yang tidak termasuk dalam perhitungan desain.
Untuk kerangka portal terikat konvensional, sangat disarankan agar ikatan memiliki ukuran yang tetap elastis pada ultimate limit stress. Hal ini ditujukan untuk memastikan bahwa analisis mencerminkan perilaku struktur. Selain itu, disarankan juga bahwa koneksi ujung harus mencakup penyesuaian untuk memungkinkan toleransi fabrikasi dan ereksi.
8. Portal Frame Mansard
Portal mansard dapat digunakan jika diperlukan bentang area yang luas dan besar, tetapi ketinggian atap bangunan diminimalkan. Portal mansard mungkin dapat menjadi solusi untuk memangkas pengeluaran bahan struktur bangunan di mana terdapat kebutuhan dalam membatasi penyebaran atap.
9. Curved Rafter Portal Frame
Sejumlah bangunan rangka curved rafter telah dibangun dalam beberapa tahun terakhir, terutama untuk aplikasi arsitektur. Penggunaan rafter dapat melengkung sesuai jari-jari oleh cold bending.
Untuk bentang lebih besar dari 16 m, sambungan mungkin diperlukan pada rafter karena keterbatasan transportasi. Sambungan ini harus dirinci dengan cermat mengingat alasan arsitektur.
Portal ini sering dianalisis menggunakan model di mana kurva diwakili oleh serangkaian empat elemen lurus. Atau, di mana atap harus melengkung, rafter tidak perlu melengkung.
Rafter dapat didesain dan dibuat sebagai serangkaian elemen lurus seperti pada gambar di bawah ini. Untuk kasus ini, mungkin perlu untuk “membersihkan” purlin cleat agar membentuk atap melengkung.
10. Cellular Beam Portal Frame
Dalam beberapa tahun terakhir ini, serangkaian portal telah dibangun menggunakan balok seluler. Banyak cellular beam frame portal dalam rentang bentang 40 m hingga 55 m telah dibangun. Bahkan bentang yang lebih besar juga dimungkinkan.
Portal seperti ini umumnya memiliki rafter melengkung yang mudah dicapai dengan menggunakan balok seluler. Jika diperlukan splices pada rafter (untuk transportasi), diharapkan agar hati-hati dalam melakukan perincian.
Desain elastis digunakan karena bagian yang digunakan tidak dapat mengembangkan engsel plastik pada penampang yang merupakan kriteria penting dalam desain plastik.
11. Gable Wall Frames
Gable wall frame terletak di ujung bangunan dan dapat terdiri dari tiang-tiang kolom dengan rafter yang ditumpu dengan desain sederhana. Jika bangunan akan diperpanjang, portal dengan ukuran yang sama dengan portal internal lebih disukai.
Stabilitas gable frame yang stabil dalam bidang biasanya diperkuat di antara tiang-tiang gable. Sementara stabilitas di luar bidang portal disediakan dengan menguatkan bagian atap dan dinding yang biasanya dirancang untuk menahan beban angin di ujung bangunan.
Rafter biasanya dirancang sebagai balok yang membentang yang hanya disangga di antara bagian atas tiang. Keduanya juga mendukung beban vertikal dari purlins, selain gaya tekan dari fungsinya sebagai perangkai dari sistem bracing rencana.
12. Hipped Roof Frames
Hipped Roof Frames sering digunakan untuk meningkatkan tampilan struktur industri atau di mana bentuk atap yang lebih tradisional. Penggunaan Hipped Roof Frames misalnya adalah supermarket, gedung olahraga, atau tempat parkir mobil.
Hipped Roof Frames dapat dibangun dalam beberapa cara. Di antaranya adalah sebagai berikut
Pertama, kerangka ujung dapat ditempatkan pada jarak yang sama dengan kerangka utama. Rangka langit-langit bersudut bertemu di puncak kerangka kedua dari belakang. Konsep ini biasanya mengarah ke ujung atap yang lebih curam dibanding puncak atap biasa.
Kedua, fitur gablette dapat diperkenalkan, di mana rafter miring bertemu di bawah puncak portal kedua dari belakang.
Ketiga, rafter dapat diatur pada sudut 45o untuk membuat puncak atap sama dengan puncak atap utama. Dalam hal ini, jarak antara portal kedua dari belakang dan portal akhir sama dengan setengah bentang dan portal antara mungkin diperlukan. Desain ini dapat berbentuk portal mansard beratap rata.
Dalam semua kasus yang disebutkan di atas, frame akhir biasanya akan menjadi rafter dan post frame sederhana.
Karakteristik desain struktur portal sebenarnya sangat bervariasi tergantung pada fungsi, kemampuan perencana dan pelaksana, juga ketersediaan material yang ada di sekitar lokasi proyek.
PT Eticon Rekayasa Teknik memiliki sumber daya yang memadai untuk melakukan kajian teknis maupun pekerjaan perencanaan dari berbagai bentuk dan sistem struktur portal frame.
Baca juga : Sistem Konstruksi Pracetak
Referensi :
Salter, P. R, et al. 2004. Design of single-span steel portal frames to BS 5950-1: 2000. Steel Construction Institute