2.6 Struktur Fisik

Desain struktural sistem rekayasa yang kompleks umumnya melibatkan baik sintesis dan analisis. Sintesis adalah proses induktif, sementara analisis adalah proses deduktif. Kegiatan dalam sintesis sering digambarkan sebagai sebuah seni daripada sebuah ilmu, dan dianggap lebih mirip dengan kreativitas daripada pengetahuan.

Konsepsi sebuah sistem struktur baru adalah dengan dan besar pada masalah keputusan subjektif karena tidak ada prosedur yang ditetapkan untuk menghasilkan alternatif yang inovatif dan sangat sukses.

Pemilihan awal dari sebuah sistem yang dapat dikerjakan dari berbagai alternatif yang mungkin sangat bergantung pada penilaian kebijakan desainer. Setelah sebuah sistem struktur yang dipilih, harus dikenakan analisis kuat untuk memastikan bahwa hal itu dapat mempertahankan tuntutan dalam lingkungannya. Selain itu, kompatibilitas dari sistem struktural dengan peralatan mekanik dan jaringan pemipaan harus terjamin.

Untuk jenis tradisional struktur seperti bangunan kantor, ada sistem standar yang berasal dari pengalaman masa lalu dari banyak desainer. Namun, dalam banyak situasi, sistem khusus harus dikembangkan untuk memenuhi persyaratan yang ditentukan. Pilihan bahan untuk struktur tidak hanya tergantung pada kesesuaian bahan dan pengaruh mereka pada bentuk struktur.    


Misalnya, dalam desain sebuah hanggar pesawat, frame kerangka baja dapat dipilih karena frame serupa dengan beton bertulang yang akan membatasi bentangan, karena rasio untuk struktur baja menguntungkan atau tahan terhadap berat badan. Namun, jika atap tipis-dikupas diadopsi, beton bertulang mungkin terbukti lebih cocok daripada baja. Dengan demikian, interaksi dari bentuk struktural dan bahan mempengaruhi pemilihan sistem struktur, yang pada gilirannya dapat mempengaruhi metode konstruksi termasuk penggunaan perancah.


Contoh 2-8: Steel frame mendukung turbo blower 
Gambar 2-8: Frame Baja Mendukung Turbo-Blower.

Desain frame struktural mendukung-blower turbo memasok udara bertekanan untuk tungku ledakan di sebuah pabrik baja dapat digunakan untuk menggambarkan proses desain struktural. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 2-8, yang-turbo blower terdiri dari turbin dan blower terkait dengan stack inlet udara. Karena getaran-turbo blower adalah perhatian utama untuk operasi, penyelidikan awal panggilan untuk kerangka penunjang yang terpisah dari frame struktur bangunan.

Analisis karakteristik getaran-turbo blower menunjukkan bahwa modus terendah getaran terdiri dari getaran independen dari poros turbin dan poros blower, dengan modus yang lebih tinggi untuk sistem turbo blower ditambah ketika kedua shaft bergetar baik in-fase atau out-of-fase. Akibatnya, kerangka baja dengan unit terpisah untuk sisi blower dan sisi turbin dipilih. Kolom dari frame baja yang dipasang pada pondasi dan tumpukan semua sendi dari frame baja dilas untuk mengurangi tingkat getaran.

Karena rangka baja struktural juga mendukung kondensor, saluran udara masuk dan pembuangan, dan inlet dan exhaust uap di samping-turbo blower, analisis statis dibuat dengan ukuran anggotanya untuk mendukung semua beban diterapkan. 

Kemudian, analisis dinamik dilakukan untuk menentukan karakteristik getaran sistem menggabungkan frame baja struktural dan-turbo blower. 

Ketika kondisi pembatas untuk beban statis dan frekuensi getaran alami terpenuhi, desain diterima sebagai hal yang memuaskan.

Contoh 2-9: deskripsi hirarki Beberapa proyek 
Pada bagian sebelumnya, hirarki ruang fungsional yang disarankan untuk menggambarkan fasilitas. Deskripsi ini cocok untuk desain fungsional ruang dan proses dalam sebuah bangunan, tetapi mungkin tidak memadai sebagai tampilan sistem struktural fasilitas. Sebuah hirarki cocok untuk tujuan ini mungkin membagi unsur-unsur ke dalam fungsi struktural seperti slab, dinding, frame, pondasi tiang atau mat.

Tingkat lebih rendah dari hirarki akan menggambarkan elemen desain individu. Sebagai contoh, frame akan terdiri dari kelompok kolom, dan balok yang diagonal, pada gilirannya, terdiri dari unsur-unsur struktural individu. Unsur-unsur struktural individu terdiri dari batas-batas pada ruang fungsional seperti ruang dalam perspektif hirarki yang berbeda. Desainer biasanya akan memulai tampilan yang sesuai untuk masalah mereka sendiri, dan ini pandangan hierarkis yang berbeda harus disintesis untuk menjamin konsistensi dan kecukupan dari desain keseluruhan.

AddThis