-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
1/43
PENGERTIAN ARSITEKTUR DAN
KEKOHOHAN
1. ARSITEKTUR
Arsitektur berasal dari kata Archi dan Techton yang berarti
kepala dan tukang .
Arsitektur adalah seni dan ilmu dalam merancang bangunan. Dalam
artian yang lebih luas,
arsitektur mencakup merancang dan membangun keseluruhan
lingkungan binaan, mulai
dari level makro yaitu perencanaan kota,perancangan perkotaan,
arsitektur lansekap,
hingga ke level mikro yaitu desain bangunan, desain perabot dan
desain produk
AMOS RAPOPORTArsitektur adalah segala macam pembangunan yang
secara sengajadilakukan untukmengubah lingkungan fisik dan
menyesuaikannya denganskema-skema tata caratertentu lebih
menekankan pada unsur sosialbudaya.
CORNELIS VAN DE VENArsitektur berarti menciptakan ruang dengan
cara yang benar-benardirencanakan dandipikirkan. Pembaharuan
arsitektur yang berlangsungterus menerus sebenarnya berakardari
pembaharuan konsep-konsep ruang.
VITRUVIUSAda tiga aspek yang harus disintesiskan dalam
arsitektur yaitu firmitas(kekuatan ataukonstruksi, utilitas
(kegunaan atau fungsi dan venustas(keindahan atau estetika.
Dan !enurut kami Arsitektur adalah "lmu yang mempelajari tentang
Perancangan desain
maupun struktur bangunan sesuai dengan kegunaan #fungsi bangunan
tersebut .
2. KEKOKOHAN
$irmness dapat diartikan kekuatan atau kekokohan yang
berhubungan dengan struktur
bangunan atau bagaimana bangunan dapat berdiri
%al ini berhubungan dengan&
kekuatan fisik struktural
persepsi struktural
$isik struktural berhubungan dengan perhitungan secara matematis
terhadap &
'
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
2/43
rafitasi , gaya )gaya alam
!omen
!ekanika
*ekuatan dan kea+etan material
Persepsi struktural berhubungan dengan &
*esan yang dilihat ( indra penglihatan
*esan rasa aman ( roboh faktor ekstern
KLASIFIKASI STRUKTUR
Dasar pengklasifikasi struktur bisa dilihat dari berbagai macam
sudut pandang &
a. erdasarkan bentuk fisik konstruksi geometri & elemen
garis # permukaan, lurus
#lengkung
b. ifat fisik dasar konstruksi ( kaku , tak kaku
c. !aterial ( kayu , baja , beton bertulang
usunan balok dan kolom ( truktur kaku truktur yang dibentuk
dengan cara meletakkanelemen kaku hori/ontal di atas elemen kaku
vertikal . alok memikul beban yang bekerja
transversal dari panjangnya dan mentransfer beban tersebut ke
kolom vertikal yang
menumpunya , kemudian mentranser beban itu ketanah.
truktur rangka ( truktur kaku 0angka mempunyai aksi struktural
yang berbeda dengan
jenis balok kolom karena adanya titik hubung kaku antara elemen
vertikal dan hori/ontal.
*ekakuan ini titk hubung ini memberikan kestabilan terhadap gaya
lateral.. Pada sistem
rangka baik balok maupun kolom akan melentur sebagai akibat
adanya aksi beban pada
struktur
Pelengkung bata ( truktur kaku truktur ini terdiri dari
potongan-1 kecil yang
mempertahankan posisinya akibat tekanan dari beban. truktur
pelengkung bata ini hanya
berfungsi dan stabil apabila dibebani gaya-1 pada bidang , yang
menyebabkan struktur
tersebut mempunyai gaya tekan merata. truktur ini tidak bisa
memikul beban yang
menimbulkan lenturan krn tumpukan bata tsb akan mudah
berantakan.
1
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
3/43
2angkang ( truktur kaku bentuk struktural tiga dimensional yang
kaku dan tipis yang
mempunyai permukan lengkung. Permukaan cangkang dapat mempunyai
sembarang
bentuk.
*ubah ( truktur kaku *ubah terbuat dari material kaku seperti
beton bertulang tipis dan
bisa juga dibuat dari tumpukan bata. truktur cangkang atau kubah
sangat efisien untuk
digunakan pada bentang besar , dengan material yang relatif
sedikit
3aring ( truktur tidak kaku # fleksible permukaan 4 dimensi yang
terbuat dari sekumpulan
kabel lengkung yang melintang.*euntungan penggunaan kabel
melintang adalah bah+a
penempatan kabel tsb dapat mencegah atap dari getaran akibat
tekanan dan isapan angin
truktur tenda ( truktur tidak kaku Tenda biasa dibuat dari
permukaan membran atau
lembaran tipis dan fleksibel
truktur kabel ( truktur tidak kaku elemen struktur fleksibel.
entuknya sangat
bergantung pada besar dan perilaku beban yang bekerja
padanya
TABEL KLASIFIKASI STRUKTUR
4
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
4/43
5
STRUKTURKAKU
STRUKTUR TAKKAKU
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
5/43
TRUKTUR KAKUSTRUKTUR RANGKA
istem rangka ruang dikembangkan dari sistem struktur rangka
batang dengan penambahan
rangka batang kearah tiga dimensinya. truktur rangka ruang
adalah komposisi dari batang-
batang yang masing-masing berdiri sendiri, memikul gaya tekan
atau
gaya tarik yang sentris dan dikaitkan satu sama lain dengan
sistem tiga dimensi atau
ruang. entuk rangka ruang dikembangkan dari pola grid dua lapis
(doubel-
layer grids, dengan batang6batang yang menghubungkan titik6titik
grid secara tiga dimensional.
7lemen dasar pembentuk struktur rangka ini adalah&
- 0angka batang bidang
- Piramid dengan dasar segiempat membentuk oktahedron
- Piramid dengan dasar segitiga membentuk tetrahedron
7lemen dasar pembentuk sistem rangka ruang umber& chodek,
'888
eberapa sistem selanjutnya dikembangkan model rangka ruang
berdasarkan pengembangan
sistem konstruksi sambungannya, antara lain&
'. istem !ero
9
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
6/43
1. istem space deek
4. istem Triodetic
5. istem :nistrut
9. istem ;ktaplatte
odus
?. istem > pace Truss
ANALISIS STRUKTUR RANGKA RUANG
eberapa faktor yang akan diuraikan berikut merupakan tinjauan
desain pada struktur rangka
ruang. $aktor6faktor itu antara lain&
(' aya-gaya elemen struktur
(1 Desain batang dan bentuk
anyak sekali unit geometris yang dapat digunakan untuk
membentuk
unit berulang mulai dari tetrahedron sederhana, sampai
bentuk-bentuk polihedral lain.
aya-gaya pada truktur 0angka 0uangumber& chodek, '888
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
7/43
3enis6jenis truktur 0angka 0uang dengan modul berulangumber&
chodek, '888
=
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
8/43
STRUKTUR CANGKANG!enurut 3oedicke ('8
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
9/43
eban-beban yang bekerja pada cangkang diteruskan ke tanah dengan
menimbulkan
tegangan geser, tarik, dan tekan pada arah dalam bidang
(in-plane permukaan
tersebut.Tipisnya permukaan cangkang menyebabkan tidak adanya
tahan Momenyang berarti
truktur cangkang tipis khusunya cocok digunakan untuk memikul
beban merata pada atap
gedung. truktur ini tidak cocok untuk memikul beban terpusat.
truktur cangkang selalu
memerlukan penggunaancincin tarikpada tumpuannya.
truktur shell biasanya ditemukan di alam maupun di arsitektur
klasik. efisiensi yang
didasarkan pada kurvatur (tunggal atau ganda, yang memungkinkan
aneka ragam jalur
alternatif stres dan memberikan bentuk optimum untuk transmisi
banyak jenis beban yang
berbeda. erbagai jenis struktur cangkang baja telah digunakan
untuk keperluan industri
melengkung kerang sendiri-sendiri, misalnya, dapat ditemukan
dalam tangki penyimpananminyak, bagian tengah dari beberapa kapal
tekanan, dalam struktur penyimpanan seperti silo,
di cerobong asap industri dan bahkan di kecil struktur seperti
kolom pencahayaan.
*elengkungan tunggal memungkinkan sebuah konstruksi proses yang
sederhana sangat dan
sangat efisien dalam mela+an jenis tertentu beban. Dalam
beberapa kasus, lebih baik untuk
mengambil keuntungan dari lengkungan ganda. Double kerang
melengkung digunakan untuk
membangun reservoir gas bulat, atap, kendaraan, menara air dan
bahkan atap menggantung.
Ada dua mekanisme utama dimana shell dapat mendukung beban. Di
satu sisi, struktur
dapat bereaksi dengan di-bidang kekuatan saja, dalam hal ini
dikatakan untuk bertindak
sebagai membran. Dalam prakteknya, bagaimanapun, struktur nyata
memiliki area lokal dimana
keseimbangan atau kompatibilitas dari perpindahan dan deformasi
tidak mungkin tanpa
memperkenalkan membungkuk. Perilaku lokal, bagaimanapun, sering
kritis dalam menentukan
kecukupan struktural. Dimpling dalam kubah, atau pengembangan
yang disebut Boshimura
pola-sehingga dalam silinder dikompresi, adalah fenomena yang
terkait dengan
lokal bucklingyang memperkenalkan tingkat baru kerumitan ke
dalam studi kerang.
atas-batas teoritis bifurkasi keseimbangan yang dapat dicapai
dengan menggunakan model
matematika batas atas dengan perilaku struktur yang sebenarnya
secepat apapun perpindahan
a+al atau ketidaksempurnaan bentuk hadir, curve diperhalus.
PERSYARATAN STRUKTUR SHELL
uatu truktur hell harus mempunyai tiga syarat yaitu &
8
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://www.eurocode-resources.com/buckling-a16.html&prev=/search%3Fq%3Dshell%2Bstructure%26hl%3Did%26sa%3DX%26biw%3D1366%26bih%3D677%26prmd%3Divnsb&rurl=translate.google.co.id&usg=ALkJrhgueer2WMHT2g3PVOw-BPTVwEDQwQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://www.eurocode-resources.com/buckling-a16.html&prev=/search%3Fq%3Dshell%2Bstructure%26hl%3Did%26sa%3DX%26biw%3D1366%26bih%3D677%26prmd%3Divnsb&rurl=translate.google.co.id&usg=ALkJrhgueer2WMHT2g3PVOw-BPTVwEDQwQ
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
10/43
'. %arus mempunyai bentuk lengkung, tunggal maupun ganda (single
or double.
1. %arus tipis terhadap permukaan ataupun bentangannya
4. %arus dibuat dari bahan keras, kuat, ulet dan tahan terhadap
tarikan dan tekanan.
:ntuk menentukan struktur yang tepat yang akan digunakan pada
suatu bangunan, langkah
bijak pertama yang harus dilakukan adalah dengan mengetahui
struktur yang ada beserta sifat
dan penggunaannya.
entuk shell diklasifikasikan menjadi tiga macam sesuai dengan
bentuk terjadinya &
'. 0otational urface
Adalah bidang yang diperoleh bilamana suatu
garis lengkung yang datar diputar terhadap
suatu sumbu. hell dengan permukaan
ratisional dapat dibagi tiga yaitu, pherical
urface, 7lliptical urface, Parabolic urface.
1. Transitional urface
Adalah bidang yang diperoleh bilamana ujung )
ujung suatu garis lurus digeser pada dua
bidang sejajar. hell dengan permukaan
transitional dibagi dua yaitu 2ylindrical urface
dan 7lliptical urface.
4. Translational urface
Adalah bidang yang diperoleh dengan garis
lengkung yang datar digeser sejajar diri sendiri
terhadap garis lengkung yang datar lainnya. hell
dengan translational dibagi menjadi %yperbolic
Paraboloid dan 2onoid.
'C
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
11/43
PENGGOLONGAN SHELL
ebagai sebuah struktur menurut uka+i (1C'C, hell digolongkan
menjadi beberapa macam
berdasarkan &
'. ecara eometri
1. erdasarkan Proses Pembentukan
''
http://pramudyawardhani.files.wordpress.com/2010/07/penggolongan-shell1.jpghttp://pramudyawardhani.files.wordpress.com/2010/07/penggolongan-shell.jpg
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
12/43
4. erdasarkan Penggolongan *edudukan *urva
entuk truktur yang baik dan menyisakan banyak ruang didalamnya
sehingga tidak
memerlukan tiang penyangga pada bagian interior bangunan,
struktur hell banyak digunakan
sebagai struktur pada bangunan publik.
aya-gaya dalam yang bekerja pada struktur cangkang terdiri atas
aya !elingkar dan aya!eridional.
aya !eridional pada cangkang yang mengalamibeban vertikal selalu
adalah gaya tekan,sedangkan gaya melingkar dapat berupa tarikmaupun
tekan.
'1
http://pramudyawardhani.files.wordpress.com/2010/07/penggolongan-shell-jpg.png
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
13/43
KONDISI TUMPUAN CANGKANG BOLA
'4
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
14/43
STRUKTUR LIPAT
ambar struktur diatas dinamakan $olded Plate yang terlihat
seperti kertas yang ditekuk )
tekuk. Penggunaan struktur ini biasanya digunakan pada bangunan
pabrik.
Pelat adalah struktur planar kaku yang secara khas terbuat dari
material monolith yang
tingginya kecil (tipis dibandingkan dengan dimensi-dimensi
lainnya. eban yang umum pada
pelat mempunyai sifat banyak arah. Pelat dapat ditumpu diseluruh
tepinya atau hanya pada
titik-titik tertentu (misalnya oleh kolom atau campuran antara
tumpuan menerus dan titik.
*ondisi tumpuan dapat sederhana atau jepit. Pelat ini terbuat
dari material padat , homogen
yang memiliki sifat sama di segala arah.
Dengan membentuk lipatan-lipatan kaku pada suatu sistem struktur
yang bekerja secara efisien
untuk menyalurkan beban sehingga memungkinkan dicapainya
bentang-bentang lebar di antara
tumpuan-tumpuan yang direncanakan. 7fisiensi dari struktur
bidang lipat dicapai karena struktur
tersebut bekerja sekaligus sebagai pelat datar (slab, balok
(beam, dan rangka kaku (truss.
'5
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
15/43
TRANSFER BEBAN
Transfer beban dalam struktur lipat terjadi melalui kondisi
struktural dari pelat (beban tegak
lurus terhadap bidang tengah atau melalui kondisi struktural
dari paralel (slab load ke
pesa+at.
Pada a+alnya, kekuatan eksternal
akan ditransfer karena kondisi
struktural pelat ke pinggir lebih pendek
dari satu elemen lipat. Di sana, reaksi
sebagai kekuatan aksial dibagi antara
elemen yang berdekatan yang
menghasilkan strain kondisi struktural
dari lembaran. "ni mengarah pada pengiriman pasukan untuk
bantalan.
*etika selembar kertas tipis terletak antara dua
mendukung akan membungkuk karena fakta
bah+a ia memiliki kekuatan yang cukup untuk
memba+a beratnya sendiri.
3ika
sepotong kertas yang sama dilipat maka akanmampu mendukung
seratus kali beratnya
sendiri.
3ika beban meningkat mele+ati titik ini maka
struktur akan gagal dan lipatan akan meratakan
keluar.
BENTUK DASAR
entuk -bentuk yang dapat dijadikan dasar perkembangan bentuk
konstruksi lipat, yaitu bentuk-
bentuk dasar& pyramidal, prismatic dan semi prismatic. entuk
prismatic ialah bentuk yang
'9
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
16/43
terdiri dari bidang-bidang datar bersudut siku-siku dan
bidang-bidang yang melintang tegak
lurus pada kedua belah sisi ujung bidang datar bersudut
siku-siku.
MATERIAL
truktur pelat lipat dapat dibuat dari hampir semua jenis
material. alah satu material yang
banyak digunakan untuk plat lipat adalah beton bertulang.
!aterial ini paling baik digunakan
karena dapat dengan mudah dibuat. !aterial lain yang sering
digunakan adalah baja, plastik,
dan kayu.
JENIS FOLDED PLATE
'. $olded plate dua segmen
*omponen dasar dari struktur folded plate
terdiri dari& plat miring, plat tepi yang digunakan
untuk menguatkan plat yang lebar, pengaku
untuk memba+a beban ke penyangga dan
menyatukan plat, serta kolom untuk
menyangga struktur.
1. $olded plate tiga segmen
Pengaku terakhirnya berupa rangka yang lebih
kaku daripada balok penopang bagian dalam.
*ekuatan dari reaksi plat di atas rangka kaku
tersebut akan cukup besar dan di kolom luar
tidak akan diseimbangkan oleh daya tolak dari
plat yang berdekatan. :kuran rangka dapat
dikurangi dengan menggunakan tali baja antara
ujung kolom.
'
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
17/43
4. entuk
!asing-masing unit di atas mempunyai satu plat
miring yang lebar dan dua plat tepi yang diaturdengan jarak
antara unit untuk jendela. entuk ini
disebut shell dan sama dengan louver yang
digunakan untuk ventilasi jendela. entuk ini
adalah bentuk struktur yang kurang efisien karena
tidak menerus dan kedalaman efektifnya lebih
kecil daripada kedalaman vertikalnya.
5. Dinding yang menerus dengan plat
Pada struktur ini , dinding merupakan
konstruksi beton yang miring. Dinding didesain
menerus dengan plat atap. *olom tidak
dibutuhkan di pertemuan tiap-tiap panel dinding
karena dinding ditahan di ujung atas.
9. *anopi
entuk ini digunakan untuk kanopi kecil di
entrance bangunan. truktur ini mempunyai
empat segmen. Pengaku struktur disembunyikan
di permukaan atas sehingga tidak terlihat dan
plat (shell akan muncul untuk menutup dari
kolom vertikal. Di dinding bangunan harus ada
juga pengaku struktur tersembunyi di konstruksi
dinding.
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
18/43
truktur ini dibentuk oleh elemen-elemen runcing. erat plat di
tengah bentang merupakan
dimensi kritis untuk kekuatan tekukan. truktur ini tidak efisien
dan tidak cocok untuk bentang
lebar karena kelebihan beban untuk bentang lebar.
=. $olded plate penyangga tepi (edge supported folded plate
Pada struktur ini, plat tepi dapat dikurangi dan
struktur atap dapat dibuat terlihat sangat tipis
jika plat tepi ditopang oleh rangkaian kolom.
truktur ini cocok digunakan untuk bangunan
dengan estetika tinggi dengan desain atap
yang tipis.
?. $olded plate truss
Terdapat ikatan hori/ontal melintang di sisi lebar
hanya di tepi bangunan. %al ini memungkinkan
folded plate digunakan pada bentang lebar dengan
pertimbangan struktural yang matang.
8. 0angka kaku folded plate
ebuah lengkung dengan segmen lurus biasanya
disebut rangka kaku. truktur ini tidak efisien untuk
bentuk kurva lengkung karena momen tekuk lebih
besar.
'?
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
19/43
TRUKTUR TAKKAKU(FLEK IBEL)
STRUKTUR KABEL
*abel sebagai material konstruksi sudah dikenal sejak jaman
!esir kuno. Pada saat itu
kabel dibuat dari serat alami. Pada abad pertengahan @eonardo da
Einci ('591 ) '9'8 sudah
membuat sketsa gambar konstruksi jembatan dengan sistem
kabel-kabel penahan girder
jembatan. ejak akhir abad ke-'8, 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.
Dia+ali dengan konstruksi stadion untuk pesta olah raga
olimpiade di !unich (3erman
tahun '8=1, 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.
*euntungan struktur kabel terletak pada fleksibilitas pemakaian
dan pra-pabrikasi
pembuatannya, sehingga siap untuk dipasang di tempat konstruksi
dan dapat dikerjakan dalam
+aktu yang singkat.
eberapa aspek penting untuk proses pembangunan struktur kabel
meliputi hal-hal sebagai
berikut &
$orm finding, bentuk geometri struktur kabel
%itungan dan sistem pemberian gaya prategang
'8
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
20/43
Penentuan tipe dan jenis bahan kabel
Penentuan panjang terpotong kabel dengan tepat
Perancangan bentuk dan detil pemegang kabel
Pemilihan pelindung terhadap bahaya korosi
Proses pabrikasi dan pemasangan
:ntuk merancang dan melaksanakan pelaksanaan struktur kabel,
penguasaan ketujuh
aspek teknis ini memerlukan kerja sama erat antara insinyur
struktur dan arsitektur. erbeda
pada bangunan standar, bentuk struktur kabel yang unik
memerlukan peranan insinyur struktur
lebih dominan dari pada arsitek. angat mendasar bila insinyur
struktur tersebut mengerti akan
segi estetika dari bentuk.
erbeda 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. *ondisi ini dapat kita peroleh bila material
konstruksi hanya mengalami tarik
pada
bidangnya (membran, tanpa adanya tegangan-tegangan akibat momen
lentur. Dari proses
form finding akan dihasilkan bentuk 4D yang unik, yaitu bentuk
lengkung ganda antiklastis atau
bentuk pelana, yang juga terbukti sangat efektif bila digunakan
teknik prategang padanya.
*abel sebagai material yang fleksibel, dapat kita pakai sebagai
elemen struktur yang dengan
mudah dapat mengikuti bentuk optimal ini.
1C
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
21/43
Proses form finding dilakukan pada saat
pradesain sampai ke tahap desain konsep
bangunan, dan dikerjakan dengan
melakukan berbagai eksperimen untuk
mendapatkan variasi bentuk bangunan.
etelah 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. *ini sudah tersedia
program komputer yang bisa menFgenerateF bentuk geometri
berdasarkan kondisi-kondisi batas
yang telah ditetapkan.
edangkan jenis bahan yang
dipakai pada proses form finding
disesuaikan dengan jenis struktur yang
akan dihasilkan. Pada a+al
perkembangannya, untuk struktur kabel
dan struktur membran, $rei ;to
menggunakan air sabun dalam proses
form finding. :ntuk segi praktisnya dapat
pula digunakan kain kasa nilon.
truktur kabel 4D (ruang membagi
pembebanannya melalui elemen tarik seperti halnya
pada sistem rangka batang, dimana resultan gayanya
bisa bertemu pada satu titik ataupun dari titik
pertemuan ini garis resultan gayanya harus berubah
1'
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
22/43
atau berbelok. Bang penting untuk diperhatikan, adalah bah+a
pada perancangan struktur
kabel, untuk semua kombinasi pembebanan seluruh kabel berada
dalam keadaan tarik. *arena
elemen-elemen struktur kabel ini umumnya tidak selalu
bersilangan secara orthogonal,
diperlukan desain bentuk dari titik pertemuan antara kabel.
etiap titik pertemuan dari kabel
selain harus memenuhi syarat kekuatan dan kemudahan pemasangan,
juga harus
dipertimbangkan secara estetika.
esuai fungsinya titik pertemuan dari kabel-kabel tersebut dapat
dikategorikan dalam
beberapa bentuk simpul untuk persilangan dari 1 atau 5 kabel.
ifat dari pemegang persilangan
ini dapat dibedakan dalam 1 sistem, yaitu& sistem di mana
sifat persilangan tidak dapat berotasi
(fiG dan sistem dimana persilangan masih dapat bergeser dan
berotasi.
esuai dengan fungsinya resultan gaya pada kabel utama harus pula
dapat dibelokkan.
ebagai lintasandari pembelokan kabel utama umumnya digunakan
konstruksi dudukan
berbentuk pelana dengan radiustertentu.
edangkan 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 4D.
eperti sudah dijelaskan, pemberian gaya
prategang pada jaringan kabel dilakukan dengan
menarik kabel utama pada ujung-ujungnya. :ntuk itu diperlukan
pengangkuran dan penarikan
pada kabel utama.*etiga tipe detil dari bentuk pertemuan ini
merupakan aspek teknis yang
harus dirancang dan diuji terlebih dahulu. aat ini,
untuk beberapa detail standar sudah tercantum
dalam standard D">.
*abel sesuai dengan keperluannya, terdiri dari
berbagai macam tipe. !enurut standard D"> '?
?CC
semua kabel yang digunakan untuk struktur
bangunan dikategorikan sebagai high tensile
11
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
23/43
members.ecara 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 7 H '99.CCC >#mm1 sampai
7 H '#mm1, jelas lebih rendah dari pada modulus elastisitas yang
dipakai untuk batang
tarik baja (7 H 1'C.CCC >#mm1. Ada pula kabel yang mempunyai
lapisan krom dan nikel, agar
bersifat tahan terhadap karat. :ntuk keperluan konstruksi
bangunan, dikenal 4 tipe penampang
kabel, yaitu spiral strands, full locked coil cables dan
structural +ire ropes.
piral 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. priral strands diproduksi dengan
diameter antara 9 mm sampai
5C mm. piral strands hanya terdiri dari ka+at-ka+at yang
berpenampang lingkaran, akibat
adanya celah-celah spiral strand dikelompokkan pada material
yang kurang tahan terhadap
bahaya korosi.
$ull locked coil cables terutama digunakan sebagai kabel utama
ada berbagai konstruksi,antara lain
kabel utama pada suspension bridge dan stay cables bridge, kabel
tepi pada jaringan kabel.
ifat-sifat khusus dari full locked coil cables, adalah&
!empunyai 7 ) modulus yang tinggi
Permukaan kabel mempunyai daya tahan tinggi
Permukaan kabel tertutup, sehingga tahan terhadap bahaya
korosi
Penampang kabel bagian dalam atau bagian inti terdiri dari
ka+at-ka+at dengan
penampang lingkaran, sedangkan bagian luar, penampangnya
berbentuk . tructural +ire
ropes, terutama digunakan sebagai kabel tepi pada struktur
membran (teGtile structure. *abel
ini terdiri dari beberapa strands, sehingga sifatnya
fleksibel.
APLIKASI STRUKTUR KABEL
ila pada a+alnya struktur kabel banyak digunakan untuk berbagai
jembatan, seperti
14
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
24/43
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
25/43
STRUKTUR MEMBRANE
PENGERTIAN STRUKTUR MEMBRAN
!embran adalah struktur permukaan fleksibel tipis yang memikul
beban dengan
mengalami terutama tegangan tarik dalam semua arah. truktur
membran cenderung dapat
menyesuaikan diri dengan cara struktur tersebut dibebani
sehingga struktur tidak akan mampu
mendukung beban tanpa berubah bentuk. 2ontoh sederhana dari
struktur membran ini adalah
payung. aat payung dibuka maka permukaan membran akan mengalami
tegangan tarik, yang
menyebabkan tegangan tarik ini adalah rusuk-rusuk serta dukungan
batang tekan pada tangkai
payung sehingga payung dapat menahan gaya tekan.
PRINSIP UMUM STRUKTUR MEMBRAN
1.'. aya-gaya pada permukaan membran
truktur membran pada dasarnya memikul beban dengan dua cara,
yaitu &
Tegangan tarik.
Tegangan tarik pada membran ini bekerja pada lengkung utama
(lengkung pada 1
arah utama yang saling tegak lurus dan tegangan tarik pada dua
arah ini
berdasarkan atau serupa dengan sistem pada kabel menyilang.
Tegangan tarik ini
berhugungan dengan membran itu sendiri sebagai bidang tipis yang
dalam
mendukung atau menerima beban akan mengalami perubahan
bentuk.
Tegangan geser tangensial
Tegangan ini dihubungkan dengan terjadinya puntiran atau torsi
pada membran.
Antara tegangan tarik dan geser terjadi kerjasama dalam memikul
beban.
eban yang dipikul mengakibatkan tegangan tekan sehingga menjadi
lendutan yang
menyebabkan bentuk membran menjadi lengkung. %al ini berpengaruh
pada kestabilan
membran. !embran menjadi tidak tahan terhadap tekan dan jika
terjadi tekanan yang
berlebihan akan roboh. *arena itu diperlukan tegangan tarik pada
permukaan membran untuk
mendukung beban yang ada.
1.1. tabilisasi pada membran
2ara stabilisasi pada membran adalah dengan memberikan rangka
penumpu pada
membran atau memberi prategang yang diperoleh dari gaya-gaya
arah luar pada
19
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
26/43
perbatasan atau tepian membran atau prategang yang diperoleh
dari tekanan udara
pada bagian dalam membran yang mempunyai volume tertutup.
2ontoh pemberian prategang dengan gaya dari luar adalah struktur
tenda. tabilisasi
membran ditandai dengan penggunaan kabel-kabel tarik atau
pretension sehingga
terjadi tegangan pada membran dengan arah tegak lurus di seluruh
permukaannya. %al
ini disebut juga dengan gaya jacking. edangkancontoh pemberian
prategang yang
diperoleh dari tekanan udara pada bagian dalam membran yang
mempunyai volume
tertentu adalah struktur pneumatis.
MACAM MACAM STRUKTUR MEMBRAN
a. truktur pneumatik
truktur pneumatik merupakan struktur membran yang ditegangkan
selaput
membrannya dengan memberi tekanan udara internal, di mana
tekanan udara internal
dan tekanan udara eksternal berbeda tekanannya.
Prinsip umum struktur pneumatik
Tekanan udara pada bagian dalam menyebabkan terjadinya tegangan
tarik pada
permukaan membran. Tekanan udara dalam harus selalu lebih besar
daripada
tekanan udara luar, supaya dalam permukaan membran tidak terjadi
tegangan
tekan pada saat terjadi pembebanan. *estabilan diperoleh akibat
adanya tegangan
tarik yang terjadi dalam menahan beban. Akibat adanya tekanan
udara dalam yang
lebih besar, maka akan menyebabkan membran cenderung untuk
terangkat
sehingga perlu diberi ring penahan.
!acam ) macam struktur pneumatik
- truktur pneumatik satu lapis (air supported structure
!erupakan struktur yang ditumpu udara. truktur ini mempunyai
tekanan udara
rendah kurang lebih 4-< psf. :dara harus dikontrol konstan
terus-menerus.
1T70 ;$ >7L ">D:T0"7 A>D T72%>;@;"7
4C
http://pramudyawardhani.files.wordpress.com/2010/07/view-front-market-hall-royan.jpg
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
31/43
2enter of >e+ "ndustries and Technologies yang lebih dikenal
sebagai 2>"T ini terletak di
PuteauG , Perancis , merupakan salah satu bangunan pertama yang
dibangun di @a DMfense di
Paris , Perancis. !emiliki bentuk seperti cangkang keong dan
struktur hell, bangunan ini
memiliki bentang dan luasan yang lebar didalamnya.
Lok!" @a DMfense di Paris , PuteauGPerancis
T&+$ P*-+$ '89< ) '89?
J$"! B$+$$ 7Ghibition 2enter
F+$!" B$+$$ 2onvention 2enter
J$"! Ko$!'+k!" 2oncrete hell
A'!"k 0obert 7douard 2amelot,3ean de !ailly, ernard ehrfuss3ean,
ProuvM
Ko$'ko' >icolas 7sNuillan
T"$" L$" /$" O5< m ('9' diatas permukaan laut
P$0$ B$+$$ 1'? m (='9 kaki
4. DB>7B ;P70A %;:7
Dibangun di ka+asan enellong Point diatas teluk ydney yang
dulunya difungsikan sebagai
gudang penyimpanan kereta trem. oleh 3orn :t/on diubah menjadi
suatu mahakarya yang
indah dan dikenang sepanjang masa pada tahun '89= untuk memenuhi
ambisi pemerintah
setempat. @uas ydney ;pera %ouse adalah ',? hektar dan 1,1
hektar luas lahannya. @uas
4'
http://en.structurae.de/geo/geoid/index.cfm?ID=90http://en.structurae.de/geo/geoid/index.cfm?ID=10767http://en.structurae.de/geo/geoid/index.cfm?ID=10767http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Robert_Edouard_Camelot&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Robert_Edouard_Camelot&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Jean_de_Mailly&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/wiki/Bernard_Zehrfusshttp://en.wikipedia.org/wiki/Jean_Prouv%C3%A9http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nicolas_Esquillan&action=edit&redlink=1http://pramudyawardhani.files.wordpress.com/2010/07/center-of-new-industries-and-technologies.jpghttp://en.structurae.de/geo/geoid/index.cfm?ID=90http://en.structurae.de/geo/geoid/index.cfm?ID=10767http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Robert_Edouard_Camelot&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Jean_de_Mailly&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/wiki/Bernard_Zehrfusshttp://en.wikipedia.org/wiki/Jean_Prouv%C3%A9http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nicolas_Esquillan&action=edit&redlink=1
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
32/43
lantai yang dapat dipakai adalah 5,9 hektar. Panjang bangunan
adalah '?9 m dan lebar '1C
meter.
Lok!" enellong Point
T&+$ P*-+$ '89=
J$"! B$+$$ ;pera %ouse
F+$!" B$+$$ ;pera %ouse
J$"! Ko$!'+k!" hell
A'!"k 3orn :t/on
Ko$'ko' -
K"$"$
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
33/43
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
34/43
F+$!" ebagai reenhouse
Lok!" t.la/ey, 2orn+all, :nited *ingdom
A'!"k >iocholas rimsha+
D"-$+$ Tahun 1CCC ) 1CC4
S'+k+' angunan ini memiliki struktur kubah dengan konstruksi
baja bertulang
berbentuk heGagonal yang dilapisi dengan thermoplastic 7T$7 yang
memiliki daya
tahan tinggi terhadap korosi dan panas yang diterima
AT";>A@ 27>T07 $;0 T%7 P70$;0!A>27 A0T (>2PA
F+$!" ;pera %all ( sebagai tempat untuk pertunjukkan seperti
ballet, opera , tari ,
!usic %all , dan Theatre %all ( untuk ;pera eijing
Lok!" eijing , 2hina
A'!"k Paul Andreu
D"-$+$ Tahun1CC' ) 1CC=
S'+k+' angunan ini memakai struktur kubah dengan konstruksi baja
bertulang
yang sebagian dilapisi dengan titanium , dan sebagiannya lagi
dengan kaca .
45
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
35/43
=. T%7 A%A" %;:7 ;$ L;0%"P ( @;T: T7!P@7
F+$!" Tempat ibadah
Lok!" >e+ Delhi, "ndia
A'!"k $aribor/ ahba
D"-$+$ Tahun '8?C ) '8?T07
Lok!" ''1-''< %olyrood 0d, 7dinburgh, !idlothian 7%? ?A,
:nited *ingdom
A'!"k !ichael %opkins
D"-$+$ -
S'+k+' angunan bagian atas merupakan bangunan utama dengan
atap
menggunakan struktur tenda. truktur tenda adalah struktur
membran yang bekerja
dengan memberikan gaya eksternal yang menarik membran. (chodek,
'88? alah
satu cara untuk memberikan prategang pada membran adalah dengan
memberikan
gayajackingyang cukup untuk tetap menegangkan membran pada
berbagai kondisi
pembebanan yang mungkin terjadi. aya jacking berasal dari kata
JjackK yang berarti
dongkrak. Prinsip kerja dari struktur membran prategang ini
adalah mempertahankan
semua permukaan membran mengalami tarik dalam semua kondisi
pembebanan.
4?
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
39/43
5. 2A0@; !;7@7B !:"2 PAE"@";>
F+$!" Tempat pertunjukan musik
Lok!" >e+ Bork ,:nited tates
A'!"k $T@ Associates
D"-$+$ -
S'+k+' angunan bagian atas merupakan bangunan utama dengan
atap
menggunakan struktur Tenda . angunan ini bisa di bongkar pasang
dan di pindahkan
ke mana saja .
9. !:"2 PAE"@";> D" :> EA@@7B, "DA%;, :A, 1CC?.
angunan ini berfungsi sebagai music hall. truktur bangunan
terdiri dari permanen dan
non permanen. truktur permanen terletak pada bagian panggung dan
fasilitas
penunjang, sedangkan non permanen terletak pada bagian atap yang
terbuat dari
membran.
3enis struktur membran yang digunakan adalah struktur tenda,
dengan pendukung tiang
lengkung, terletak pada sambungan struktur permanen dan non
permanen pada atap.
48
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
40/43
"nterior bangunan
7ksterior bangunan
Analisa tumpuan struktur bangunan
Tumpuan pada struktur membran bangunan un Ealley Pavillion
menggunakan
tumpuan titik deskret dengan titik tertinggi pada bidang
lengkung. edangkan titik
5C
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
41/43
terendahnya dihubungkan kabel menuju ke kolom. aya prategang
pada membran
diperoleh dengan menarik membran dari titik tertinggi ke titik
terendah (jacking.
B;:>70 DB>A!"2 7A0T% 27>T07
angunan ini merupakan sebuah paviliun raksasa yang menggunakan
struktur
tenda dan berdinding kaca. Denah paviliun ini berbentuk oval dan
terletak di atas
bangunan ekshibisi setinggi dua lantai.
7ksterior bangunan
Tampak atas bangunan
Proses konstruksinya adalah dengan membuat jangkar-jangkar
disekeliling profil
atap. 3angkar tersebut nantinya akan digunakan untuk menahan
susunan kabel yang
5'
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
42/43
menempel pada membran atap. etelah jangkar dibuat, dibangun
tiang-tiang sebanyak
1 G 5 buah untuk nantinya memberikan gayajacking. *emudian
disusun membran dan
kabel-kabel di tengah area. *abel-kabel ditegangkan (diganjal
dengan tiang-tiang
sehingga membran atap terangkat, lalu ujung dari tiap-tiap kabel
tersebut kemudian
dikunci pada jangkar.
51
-
5/28/2018 struktur bangunan gedung lengkung
43/43
umber &
'. P0">"P T0:*T:0 !7!0A> dan T7>DA dan
2;>T;%-2;>T;%
P7!A*A"A>>BA DA@A! A>:>A> oleh helly Lardoyo
(:niversitas *risten Petra
'885
1.
http#eprints.undip.ac.id#414=4#'#5.strukturQmembran-suka+i.pdf
4.
http#arsitekturbicara.+ordpress.com#1C''#''#1?#perbedaan-konstruksi-membran-pada-
struktur-tenda-tensile-structure-dan-struktur-penopang-rangka-kaku-pada-bangunan#
54
http://eprints.undip.ac.id/32373/1/4.struktur_membran-sukawi.pdfhttp://eprints.undip.ac.id/32373/1/4.struktur_membran-sukawi.pdfhttp://arsitekturbicara.wordpress.com/2011/11/28/perbedaan-konstruksi-membran-pada-struktur-tenda-tensile-structure-dan-struktur-penopang-rangka-kaku-pada-bangunan/http://arsitekturbicara.wordpress.com/2011/11/28/perbedaan-konstruksi-membran-pada-struktur-tenda-tensile-structure-dan-struktur-penopang-rangka-kaku-pada-bangunan/http://eprints.undip.ac.id/32373/1/4.struktur_membran-sukawi.pdfhttp://arsitekturbicara.wordpress.com/2011/11/28/perbedaan-konstruksi-membran-pada-struktur-tenda-tensile-structure-dan-struktur-penopang-rangka-kaku-pada-bangunan/http://arsitekturbicara.wordpress.com/2011/11/28/perbedaan-konstruksi-membran-pada-struktur-tenda-tensile-structure-dan-struktur-penopang-rangka-kaku-pada-bangunan/