KATA PENGANTARKami panjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang
Maha Esa, atas rahmat yang diberikannya kami dapat menyelesaikan
tugas ini dengan baik.Buku ini dimaksudkan mengetahui jenis
struktur bentang lebar yang digunakan dalam pembangunan dan
konstruksi buku, yang berjudul Arsitektur Bentang Lebar Keong Emas
maka dapat mengenal struktur atap yang digunakan dan diterapkan
pada buku ini.Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih
kepada dosen Arsitektur Bentang Lebar yang memberikan kesempatan
untuk membuat makalah ini sehingga dapat hadir dihadapan
kita.Seperti peribahasa tak ada gading yang tak retak (tak ada
sesuatu yang sempurna). Kami pun menyadari bahwa makalah ini masih
memiliki kekurangan. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan
saran. Terima Kasih.Bandung , Mei 2013
PenulisDAFTAR ISIKata Pengantar Daftar IsiBAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang1.2 Tujuan Penulisan 1.3 Sistematika PenulisanBAB II
TEORI2.1 Struktur Rangka Batang 2.1.1. Prinsip prinsip Umum Rangka
Batang 2.1.3. Desain Rangka Batang2.2 Struktur Kabel 2.2.2
Penerapan Struktur Kabel dalam Arsitektur 2.2.3 Sistem Stabilisasi
2.2.4 Keuntungan dan Kelemahan Struktur Kabel2.3 Struktur
Membran2.4 Struktur Pneumatik2.5 Struktur Cangkang
BAB III PROFIL BANGUNAN3.1 Latar Belakang pembangunan3.2
Lokasi3.3 Data TeknisBAB IV ANALISA STRUKTUR4.1 Latar Belakang
Bangunan4.2 Pondasi4.3 Analisa Jenis Struktur yang Digunakan4.4
Analisa Struktur Atap4.5 Prinsip Pemyaluran GayaBAB V
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKALAMPIRAN
BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangBangunan bentang lebar
merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan ruang bebas kolom
yang selebar dan sepanjang mungkin. Bangunan bentang lebar biasanya
digolongkan secar umum menjadi 2 yaitu bentang lebar sederhana dan
bentang lebar kompleks. Bentang lebar sederhana berarti bahwa
konstruksi bentang lebar yang ada dipergunakan langsung pada
bangunan berdasarkan teori dasar dan tidak dilakukan modifikasi
pada bentuk yang ada. Sedangkan bentang lebar kompleks merupakan
bentuk struktur bentang lebar yang melakukan modifikasi dari bentuk
dasar, bahkan kadang dilakukan penggabungan terhadap beberapa
sistem struktur bentang lebar.Bangunan bentang lebar dipergunakan
untuk kegiatan-kegiatan yang membutuhkan ruang bebas kolom yang
cukup besar, seperti untuk kegiatan olah raga berupa gedung
stadion, pertunjukan berupa gedung pertunjukan, audiotorium dan
kegiatan pameran atau gedung exhibition.Struktur bentang lebar,
memiliki tingkat kerumitan yang berbeda satu dengan lainnya.
Kerumitan yang timbul dipenaruhi oleh gaya yang terjadi pada
struktur tersebut dan beberapa hal lain yang akan di bahas di
masing-masing bab. Secara umum, gaya dan macam struktur bentang
lebar dapat dilihat pada gambar di bawah ini: (Frick, 1998)Dalam
Schodek, 1998, struktur bentang lebar dibagi ke dalam beberapa
sistem struktur yaitu :a. Struktur Rangka Batang dan rangka Ruangb.
Struktur Furnicular, yaitu kabel dan pelengkungc. Struktur Plan dan
Gridd. Struktur Membran meliputi Pneumatik dan struktur tent(tenda)
dan net (jaring)e. Struktur CangkangSedangkan Sutrisno, 1989,
membagi ke dalam 2 bagian yaitu:a. Struktur ruang, yang terdiri
atas:- Konstruksi bangunan petak ( Struktur rangka batang)-
Struktur Rangka Ruangb. Struktur permukaan bidang, terdiri atas:-
Struktur Lipatan- Struktur Cangkang- Membran dan Struktur Membran-
Struktur Pneumatikc. Struktur Kabel dan jaringan
1.2 Tujuan Penulisan Tujuan dari penulisan buku ini adalah untuk
meneliti bangunan bentang lebar berstruktur cangkang yaitu bangunan
keong mas dan manfaatnya bagi masyarakat luar. Disamping itu,
tujuan dari penulisan ini adalah untuk mempelajari lebih mendalam
tentang bangunan bentang lebar berstruktur cangkang keong mas dan
untuk memenuhi mata kuliah Bentang Lebar yang didapat pada
pelajaran perkuliahan pada semester 6 (enam) ini.
1.3 Sistematika PenulisanDalam penyelesaian penyusunan buku ini
penulis menggunakan studi kepustakaan, yaitu penulis mencari
buku-buku yang berhubungan dengan arsitektur bentang lebar
khususnya yang berstruktur cangkang serta sumber-sumber dari blog
yang relevan.
BAB II TEORI2.1 Struktur Rangka BatangRangka batang adalah
susunan elemen-elemen linier yang membentuk segitiga atau kombinasi
segitiga, sehingga menjadi bentuk rangka yang tidak dapat berubah
bentuk bila diberi beban eksternal tanpa adanya perubahan bentuk
pada satu atau lebih batangnya. Setiap elemen tersebut dianggap
tergabung pada titik hubungnya dengan sambungan sendi. Sedangkan
batang-batang tersebut dihubungkan sedemikian rupa sehingga semua
beban dan reaksi hanya terjadi pada titik hubung.2.1.1. Prinsip
prinsip Umum Rangka Batanga. Prinsip Dasar TriangulasiPrinsip utama
yang mendasari penggunaan rangka batang sebagai struktur pemikul
beban adalah penyusunan elemen menjadi konfigurasi segitiga yang
menghasilkan bentuk stabil. Pada bentuk segiempat atau
bujursangkar, bila struktur tersebut diberi beban, maka akan
terjadi deformasi masif dan menjadikan struktur tak stabil. Bila
struktur ini diberi beban, maka akan membentuk suatu mekanisme
runtuh (collapse), sebagaimana diilustrasikan pada gambar berikut
ini. Struktur yang demikian dapat berubah bentuk dengan mudah tanpa
adanya perubahan pada panjang setiap batang. Sebaliknya,
konfigurasi segitiga tidak dapat berubah bentuk atau runtuh,
sehingga dapat dikatakan bahwa bentuk ini stabil (Gambar 4.1).Pada
struktur stabil, setiap deformasi yang terjadi relatif kecil dan
dikaitkan dengan perubahan panjang batang yang diakibatkan oleh
gaya yang timbul di dalam batang sebagai akibat dari beban
eksternal. Selain itu, sudut yang terbentuk antara dua batang tidak
akan berubah apabila struktur stabil tersebut dibebani. Hal ini
sangat berbeda dengan mekanisme yang terjadi pada bentuk tak
stabil, dimana sudut antara dua batangnya berubah sangat besar.Pada
struktur stabil, gaya eksternal menyebabkan timbulnya gaya pada
batang-batang. Gaya-gaya tersebut adalah gaya tarik dan tekan
murni. Lentur (bending) tidak akan terjadi selama gaya eksternal
berada pada titik nodal (titik simpul). Bila susunan segitiga dari
batang-batang adalah bentuk stabil, maka sembarang susunan segitiga
juga membentuk struktur stabil dan kukuh. Hal ini merupakan prinsip
dasar penggunaan rangka batang pada gedung. Bentuk kaku yang lebih
besar untuk sembarang geometri dapat dibuat dengan memperbesar
segitiga-segitiga itu. Untuk rangka batang yang hanya memikul beban
vertikal, pada batang tepi atas umumnya timbul gaya tekan, dan pada
tepi bawah umumnya timbul gaya tarik. Gaya tarik atau tekan ini
dapat timbul pada setiap batang dan mungkin terjadi pola yang
berganti-ganti antara tarik dan tekan.Penekanan pada prinsip
struktur rangka batang adalah bahwa struktur hanya dibebani dengan
beban-beban terpusat pada titik-titik hubung agar batang-batangnya
mengalami gaya tarik atau tekan. Bila beban bekerja langsung pada
batang, maka timbul pula tegangan lentur pada batang itu sehingga
desain batang sangat rumit dan tingkat efisiensi menyeluruh pada
batang menurun.b. Analisa Kualitatif Gaya BatangPerilaku gaya-gaya
dalam setiap batang pada rangka batang dapat ditentukan dengan
menerapkan persamaan dasar keseimbangan. Untuk konfigurasi rangka
batang sederhana, sifat gaya tersebut (tarik, tekan atau nol) dapat
ditentukan dengan memberikan gambaran bagaimana rangka batang
tersebut memikul beban. Salah satu cara untuk menentukan gaya dalam
batang pada rangka batang adalah dengan menggambarkan bentuk
deformasi yang mungkin terjadi. Mekanisme gaya yang terjadi pada
konfigurasi rangka batang sederhana dapat dilihat pada. Metode
untuk menggambarkan gaya-gaya pada rangka batang adalah berdasarkan
pada tinjauan keseimbangan titik hubung. Secara umum rangka batang
kompleks memang harus dianalisis secara matematis agar diperoleh
hasil yang benar.
2.1.2. Analisa Rangka Batanga. StabilitasLangkah pertama pada
analisis rangka batang adalah menentukan apakah rangka batang itu
mempunyai konfigurasi yang stabil atau tidak. Secara umum, setiap
rangka batang yang merupakan susunan bentuk dasar segitiga
merupakan struktur yang stabil. Pola susunan batang yang tidak
segitiga, umumnya kurang stabil. Rangka batang yang tidak stabil
dan akan runtuh apabila dibebani, karena rangka batang ini tidak
mempunyai jumlah batang yang mencukupi untuk mempertahankan
hubungan geometri yang tetap antara titik-titik hubungnya.Penting
untuk menentukan apakah konfigurasi batang stabil atau tidak
stabil. Keruntuhan total dapat terjadi bila struktur tak stabil
terbebani. Pola yang tidak biasa seringkali menyulitkan
penyelidikan kestabilannya. Pada suatu rangka batang, dapat
digunakan batang melebihi jumlah minimum yang diperlukan untuk
mencapai kestabilan. Untuk menentukan kestabilan rangka batang
bidang, digunakan persamaan yang menghubungkan banyaknya titik
hubung pada rangka batang dengan banyaknya batang yang diperlukan
untuk mencapai kestabilan (lihat sub bab 3.6).Aspek lain dalam
stabilitas adalah bahwa konfigurasi batang dapat digunakan untuk
menstabilkan struktur terhadap beban lateral. Gambar 4.4 menunjukan
cara menstabilkan struktur dengan menggunakan batangbatang kaku
(bracing). Kabel dapat digunakan sebagai pengganti dari batang
kaku, bila gaya yang dipikul adalah gaya tarik saja. Tinjauan
stabilitas sejauh ini beranggapan bahwa semua elemen rangka batang
dapat memikul gaya tarik dan tekan dengan sama baiknya. Elemen
kabel tidak dapat memenuhi asumsi ini, karena kabel akan melengkung
bila dibebani gaya tekan. Ketika pembebanan datang dari suatu arah,
maka gaya tekan atau gaya tarik mungkin timbul pada diagonal,
sesuai dengan arah diagonal tersebut. Suatu struktur dengan satu
kabel diagonal mungkin tidak stabil. Namun bila kabel digunakan
dengan sistem kabel silang, dimana satu kabel memikul seluruh gaya
horisiontal dan kabel lainnya menekuk tanpa menimbulkan bahaya
terhadap struktur, maka kestabilan dapat tercapai.
b. Gaya BatangPrinsip yang mendasari teknik analisis gaya batang
adalah bahwa setiap struktur atau setiap bagian dari setiap
struktur harus berada dalam kondisi seimbang. Gaya-gaya batang yang
bekerja pada titik hubung rangka batang pada semua bagian struktur
harus berada dalam keseimbangan, seperti pada Gambar 4.5. Prinsip
ini merupakan kunci utama dari analisis rangka batang.c. Metode
Analisis Rangka BatangBeberapa metode digunakan untuk menganalisa
rangka batang. Metode-metode ini pada prinsipnya didasarkan pada
prinsip keseimbangan. Metode-metode yang umum digunakan untuk
analisa rangka batang adalah sebagai berikut :Keseimbangan Titik
Hubung pada Rangka BatangPada analisis rangka batang dengan metode
titik hubung (joint), rangka batang dianggap sebagai gabungan
batang dan titik hubung. Gaya batang diperoleh dengan meninjau
keseimbangan titik-titik hubung. Setiap titik hubung harus berada
dalam keseimbangan.Keseimbangan PotonganPrinsip yang mendasari
teknik analisis dengan metode ini adalah bahwa setiap bagian dari
suatu struktur harus berada dalam keseimbangan. Dengan demikian,
bagian yang dapat ditinjau dapat pula mencakup banyak titik hubung
dan batang. Konsep peninjauan keseimbangan pada bagian dari suatu
struktur yang bukan hanya satu titik hubung merupakan cara yang
sangat berguna dan merupakan dasar untuk analisis dan desain rangka
batang, juga banyak desain struktur lain.Perbedaan antara kedua
metode tersebut di atas adalah dalam peninjauan keseimbangan
rotasionalnya. Metode keseimbangan titik hubung, biasanya digunakan
apabila ingin mengetahui semua gaya batang. Sedangkan metode
potongan biasanya digunakan apabila ingin mengetahui hanya sejumlah
terbatas gaya batang.Gaya Geser dan Momen pada Rangka Batang Metode
ini merupakan cara khusus untuk meninjau bagaimana rangka batang
memikul beban yang melibatkan gaya dan momen eksternal, serta gaya
dan momen tahanan internal pada rangka batang.Agar keseimbangan
vertikal potongan struktur dapat dijamin, maka gaya geser eksternal
harus diimbangi dengan gaya geser tahanan total atau gaya geser
tahanan internal (VR), yang besarnya sama tapi arahnya berlawanan
dengan gaya geser eksternal. Efek rotasional total dari gaya
internal tersebut juga harus diimbangi dengan momen tahanan
internal (MR) yang besarnya sama dan berlawanan arah dengan momen
lentur eksternal. Sehingga memenuhi syarat keseimbangan, dimana :E
R M = M atau ? = 0 E R M M (4.1)d. Rangka Batang Statis Tak
TentuRangka batang statis tak tentu tidak dapat dianalisis hanya
dengan menggunakan persamaan kesimbangan statika, karena kelebihan
banyaknya tumpuan atau banyaknya batang yang menjadi variabel. Pada
struktur statis tak tentu, keseimbangan translasional dan
rotasional (????Fx=0, ????Fy=0, dan ????Mo=0) masih berlaku.
Pemahaman struktur statis tak tentu adalah struktur yang gaya-gaya
dalamnya bergantung pada sifat-sifat fisik elemen strukturnya.e.
Penggunaan Elemen (Batang) Tarik Khusus : KabelSelain elemen batang
yang sudah dibahas di atas, ada elemen lain yang berguna, yaitu
elemen kabel, yang hanya mampu memikul tarik. Secara fisik, elemen
ini biasanya berupa batang baja berpenampang kecil atau kabel
terjalin. Elemen ini tidak mampu memikul beban tekan, tetapi sering
digunakan apabila hasil analisis diketahui selalu memikul beban
tarik. Elemen yang hanya memikul beban tarik dapat mempunyai
penampang melintang yang jauh lebih kecil dibanding dengan memikul
beban tekan.f. Rangka Batang RuangKestabilan yang ada pada pola
batang segitiga dapat diperluas ke dalam tiga dimensi. Pada rangka
batang bidang, bentuk segitiga sederhana merupakan dasar, sedangkan
bentuk dasar pada rangka batang ruang adalah tetrahedron.
Prinsip-prinsip yang telah dibahas pada analisis rangka batang
bidang secara umum dapat diterapkan pada rangka batang ruang.
Kestabilan merupakan tinjauan utama. Gaya-gaya yang timbul pada
batang suatu rangka batang ruang dapat diperoleh dengan meninjau
keseimbangan ruang potongan rangka batang ruang tersebut. Jelas
bahwa persamaan statika yang digunakan untuk benda tegar tiga
dimensi, yaitu :
Apabila diterapkan langsung pada rangka batang ruang yang cukup
besar, persamaan-persamaan ini akan melibatkan banyak titik hubung
dan batang. bahkan tidak dikehendaki. Apabila kondisi titik hubung
aktual sedemikian rupa sehingga ujung-ujung batang tidak bebas
berotasi, maka momen lentur lokal dan gaya aksialnya dapat timbul
pada batang-batang. Apabila momen lentur itu cukup besar, maka
batang tersebut harus didesain agar mampu memikul tegangan
kombinasi akibat gaya aksial dan momen lentur. Besar tegangan
lentur yang terjadi sebagai akibat dari titik hubung kaku umumnya
?? 20% dari tegangan normal yang terjadi. Pada desain awal,
biasanya tegangan lentur sekunder ini diabaikan. Salah satu efek
positif dari adanya titik hubung kaku ini adalah untuk memperbesar
kekakuan rangka batang secara menyeluruh, sehingga dapat mengurangi
defleksi. Merencanakan titik hubung yang kaku biasanya tidak akan
mempengaruhi pembentukan akhir dari rangka batang.
2.1.3. Desain Rangka Batanga. TujuanKriteria yang digunakan
untuk merancang juga menjadi sangat bervariasi. Ada beberapa tujuan
yang menjadi kriteria dalam desain rangka batang, yaitu :(1)
Efisiensi StrukturalTujuan efisiensi struktural biasa digunakan dan
diwujudkan dalam suatu prosedur desain, yaitu untuk meminimumkan
jumlah bahan yang digunakan dalam rangka batang untuk memikul
pembebanan pada bentang yang ditentukan. Tinggi rangka batang
merupakan variabel penting dalam meminimumkan persyaratan volume
material, dan mempengaruhi desain elemennya.(2) Efisiensi
Pelaksanaan (Konstruksi)Alternatif lain, kriteria desain dapat
didasarkan atas tinjauan efisiensi pelaksanaan (konstruksi)
sehubungan dengan fabrikasi dan pembuatan rangka batang. Untuk
mencapai tujuan ini, hasil yang diperoleh seringkali berupa rangka
batang dengan konfigurasi eksternal sederhana, sehingga diperoleh
bentuk triangulasi yang sederhana pula. Dengan membuat semua batang
identik, maka pembuatan titik hubung menjadi lebih mudah
dibandingkan bila batang-batang yang digunakan berbeda.b.
KonfigurasiBeberapa bentuk konfigurasi eksternal rangka batang yang
umum digunakan. Konfigurasi eksternal selalu berubah-ubah, begitu
pula pola internalnya. Konfigurasi-konfigurasi ini dipengaruhi oleh
faktor eksternal, tinjauan struktural maupun konstruksi.
Masing-masing konfigurasi mempunyai tujuan yang berbeda. Beberapa
hal yang menjadi bahasan penting dalam konfigurasi rangka batang
adalah :(1) Faktor EksternalFaktor-faktor eksternal memang bukanlah
hal yang utama dalam menentukan konfigurasi rangka batang. Namun
faktor eksternal juga dapat mempengaruhi bentuk-bentuk yang
terjadi.(2) Bentuk-bentuk DasarDitinjau dari segi struktural maupun
konstruksi, bentukbentuk dasar yang digunakan dalam rangka batang
merupakan respon terhadap pembebanan yang ada. Gaya-gaya internal
akan timbul sebagai respon terhadap momen dan gaya geser eksternal.
Momen lentur terbesar pada umumnya terjadi di tengah rangka batang
yang ditumpu sederhana yang dibebani merata, dan semakin mengecil
ke ujung. Gaya geser eksternal terbesar terjadi di kedua ujung, dan
semakin mengecil ke tengah.(3) Rangka Batang SejajarPada rangka
batang dengan batang tepi sejajar, momen eksternal ditahan terutama
oleh batang-batang tepi atas dan bawah. Gaya geser eksternal akan
dipikul oleh batang diagonal karena batangbatang tepi berarah
horisontal dan tidak mempunyai kontribusi dalam menahan gaya arah
vertikal. Gaya-gaya pada diagonal umumnya bervariasi mengikuti
variasi gaya geser dan pada akhirnya menentukan desain batang.(4)
Rangka Batang FunicularRangka batang yang dibentuk secara funicular
menunjukan bahwa secara konsep, batang nol dapat dihilangkan hingga
terbentuk konfigurasi bukan segitiga, namun tanpa mengubah
kemampuan struktur dalam memikul beban rencana. Batang-batang
tertentu yang tersusun di sepanjang garis bentuk funicular untuk
pembebanan yang ada merupakan transfer beban eksternal ke tumpuan.
Batangbatang lain adalah batang nol yang terutama berfungsi sebagai
bracing. Tinggi relatif pada struktur ini merupakan fungsi beban
dan lokasinya.c. Tinggi Rangka BatangPenentuan tinggi optimum yang
meminimumkan volume total rangka batang umumnya dilakukan dengan
proses optimasi. Proses optimasi ini membuktikan bahwa rangka
batang yang relatif tinggi terhadap bentangannya merupakan bentuk
yang efisien dibandingkan dengan rangka batang yang relatif tidak
tinggi. Sudut-sudut yang dibentuk oleh batang diagonal dengan garis
horisontal pada umumnya berkisar antara 300 600 dimana sudut 450
biasanya merupakan sudut ideal. Berikut ini pedoman sederhana untuk
menentukan tinggi rangka batang berdasarkan pengalaman. Pedoman
sederhana di bawah ini hanya untuk pedoman awal, bukan digunakan
sebagai keputusan akhir dalam desain.
d. Masalah-masalah pada Desain ElemenBeberapa permasalahan yang
umumnya timbul pada desain elemen menyangkut faktor-faktor yang
diuraikan berikut ini.(1) Beban KritisPada rangka batang, setiap
batang harus mampu memikul gaya maksimum (kritis) yang mungkin
terjadi. Dengan demikian, dapat saja terjadi setiap batang
dirancang terhadap kondisi pembebanan yang berbeda-beda.(2) Desain
Elemen, meliputi : Batang Tarik Batang TekanUntuk batang tekan,
harus diperhitungkan adanya kemungkinan keruntuhan tekuk (buckling)
yang dapat terjadi pada batang panjang yang mengalami gaya tekan.
Untuk batang tekan panjang, kapasitas pikul-beban berbanding
terbalik dengan kuadrat panjang batang. Untuk batang tekan yang
relatif pendek, maka tekuk bukan merupakan masalah sehingga luas
penampang melintang hanya bergantung langsung pada besar gaya yang
terlibat dan teganagan ijin material, dan juga tidak bergantung
pada panjang batang tersebut.(3) Batang Berukuran Konstan dan/atau
Tidak KonstanBila batang tepi atas dirancang sebagai batang yang
menerus dan berpenampang melintang konstan, maka harus dirancang
terhadap gaya maksimum yang ada pada seluruh batang tepi atas,
sehingga penampang tersebut akan berlebihan dan tidak efisien. Agar
efisien, maka penampang konstan yang dipakai dikombinasikan dengan
bagian-bagian kecil sebagai tambahan luas penampang yang hanya
dipakai pada segmen-segmen yang memerlukan.(4) Pengaruh Tekuk
terhadap PolaKetergantungan kapasitas pikul beban suatu batang
tekan pada panjangnya serta tujuan desain agar batang tekan
tersebut relatif lebih pendek seringkali mempengaruhi pola segitiga
yang digunanakan, seperti ditunjukan(5) Pengaruh Tekuk Lateral pada
desain batang dan susunan batang.Jika rangka berdiri bebas seperti
pada Gambar 4.8, maka ada kemungkinan struktur tersebut akan
mengalami tekuk lateral pada seluruh bagian struktur. Untuk
mencegah kondisi ini maka struktur rangka batang yang berdiri bebas
dapat dihindari. Selain itu penambahan balok transversal pada
batang tepi atas dan penggunaan rangka batang ruang juga dapat
mencegah tekuk transversal.e. Rangka Batang Bidang dan Rangka
Batang RuangRangka batang bidang memerlukan material lebih sedikit
daripada rangka batang tiga dimensi untuk fungsi yang sama. Dengan
demikian, apabila rangka batang digunakan sebagai elemen yang
membentang satu arah, sederetan rangka batang bidang akan lebih
menguntungkan dibandingkan dengan sederetan rangka batang ruang
(tiga dimensi). Sebaliknya, konfigurasi tiga dimensi seringkali
terbukti lebih efisien dibandingkan beberapa rangka batang yang
digunakan untuk membentuk sistem dua arah. Rangka batang tiga
dimensi juga terbukti lebih efisien bila dibandingkan beberapa
rangka batang yang digunakan sebagai rangka berdiri bebas (tanpa
balok transversal yang menjadi penghubung antar rangka batang di
tepi atas). 2.2 STRUKTUR KABEL 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.
2.2.2 Penerapan Struktur Kabel dalam ArsitekturStruktur 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.2.2.3 Sistem
StabilisasiBeberapa 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. 2.2.4 Keuntungan dan Kelemahan
Struktur KabelKeuntungan 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 lain4. Memberikan efisiensi
ruang lebih besar 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.Kelemahan struktur kabel :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
2.3 STRUKTUR MEMBRANMembran adalah suatu lembaran bahan tipis
sekali dan hanya dapat menahan gaya tarik murni. Soap film adalah
membran yang paling tipis, kira-kira 0,25 mm yang dapat membentang
lebar. Suatu struktur membran dapat bertahan daalm dua dimensi,
tidak dapat menerima tekan dan geser karena tipisnya terhadap
bentangan yang besar.Beban-beban yang dipikul mengakibatkan
lendutan, karena membran adalah bidang dua dimensi dan karena
merupakan jala-jala yang saling membantu, maka bertambahlah
kapasitasnya.
Ada dua karakter dasar dari kemampuan membran. Tegangan membran
terdiri atas tarik dan geser, yang selalu ada dalam permukaan
bidang membran dan tidak tegak lurus di atas bidang itu. Aksi
membran pada dasarnya tergantung dari karakteristik bentuk
geometrinya, yaitu dari lengkungan dan miringnya bidang
membran.Walaupun membran tidak begitu stabil, dapat dicarikan jalan
untuk dimanfaatkan sebagai struktur. Keuntungan struktur ini ialah
ringan, ekonomis dan dapat membentang luas.Aksi struktur membran
dapat ditingkatkan daya tariknya dengan tarikan sebelum pembebanan.
Sebagai contoh payung dari kain.Dengan mengadakan pratarik pada
kain yang kemudian dikuncinya dengan alat apitan, rusuk-rusuk baja
membuka dan mendukungnya dengan dibantu oleh batang-batang tekan
yang duduk pada tangkai payung. Kain tertarik dan memberi bentuk
lengkungan yang cocok untuk menahan beban. Membran kain payung
dapat menerima tekanan dari luar dan dalam.Skelet dari rusuk-rusuk
baja menerima tarikan dari kain dan memperkuat seluruh permukaan
bidang terhadap tekanan angin.
2.4 Struktur PneumatikMembran dapat diberi pra tegang dengan
tekanan dari sebelah dalam apabila menutup suatu volume atau
sejumlah volume yang terpecah-pecah. Dengan cara ini tersusunlah
struktur pneumatik. Embran mudah menjadi bengkok dan dapat mudah
ditekan oleh gas atau udara. Dalam tyeori, membran tanpa pra tegang
dapat membentangi ruangan yang besar sekali dengan tekanan udara
yang mengimbangi beratnya sendiri dari membran yang mengambang.
Dalam praktek, membran perlu diberi prategang supaya menjadi stabil
terhadap pembebanan yang tak simetris dan yang dinamis.Stabilitas
bentuk konstruksi ini dikendalikan oleh 2 faktor. Kesatu : tekanan
pada tiap titik dari membran yang menyebabkan tegangan tarik harus
cukup untuk menahan semua kondisi pembebanan dan untuk menjaga agar
tidak terdapat tegangan tekan pada membaran. Kedua : tegangan
membran pada setiap titik dengan kondisi pembebanan harus lebih
kecil daripada tegangan yang diperkenankan pada bahan.Bentu
struktur pneumatik adalah karakteristik merupakan lengkungan dua
arah dari lengkungan sinplastik. Bentuk dengan lengkungan searah
dan lingkungan anti klasik tidak mungkin digunakan .Lengkungan
kubah adalah bentu yang cocok untuk struktur membran pneumatik,
karena dapat menutupu ruangan dan dapat ditekan oleh udara yang
besarnya atau kecepatannya sama kesemua arah.Tegangan membran dalam
bola atau dalam kubah tergantung pada tekanan udara dari dalam dan
garis radius, yakni o = . p .r (p = tekanan udara, r = radius kubah
). 2.5 Struktur CangkangCangkang adalah bentuk struktural
berdimensi tiga yang kaku dan tipis serta mempunyai permukaan
lengkung. Permukaan cangkang dapat mempunyai bentuk sembarang.
Bentuk yang umum adalah permukaan yang berasal dariKurva yang
diputar terhadap 1 sumbu (misalnya, permukaan bola, elips, kerucut,
dan parabola),Permukaan translasional yang dibentuk dengan
menggeserkan kurva bidang di atas kurva bidang lainnya, (misalnya
permukaan bola eliptik dan silindris)Permukaan yang dibentuk dengan
menggeserkan 2 ujung segmen garis pada 2 kurva bidang (misalnya
permukaan bentuk hiperbolik parabolid dan konoid)Dan berbagai
bentuk yang merupakan kombinasi dari yang sudah disebutkan di
atas.Bentuk cangkang tidak harus selalu memenuhi persamaan
matematis sederhana. Segala bentuk cangkang mungkin saja digunakan
untuk suatu struktur. Bagaimanapun, tinjauan konstruksional mungkin
akan membatasi hal ini.Beban-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 Momen yang
berarti Struktur cangkang tipis khusunya cocok digunakan untuk
memikul beban merata pada atap gedung. Struktur ini tidak cocok
untuk memikul beban terpusat. Struktur cangkang selalu memerlukan
penggunaan cincin tarik pada tumpuannya.Sebagai akibat cara elemen
struktur ini memikul beban dalam bidang (terutama dengan cara tarik
dan tekan), struktur cangkang dapat sangat tipis dan mempunyai
bentang yang relatif besar. Perbandingan bentang tebal sebesar 400
500 saja digunakan (misalnya tebal 3 in. (8 cm) mungkin saja
digunakan untuk kubah yang berbentang 100 sampai 125 ft (30 sampai
38 m). Cangkang setipis ini menggunakan material yang relatif baru
dikembangkan, misalnya beton bertulang yang didesain khusus untuk
membuat permukaan cangkang. Bentuk-bentuk 3 dimensional lain,
misalnya kubah pasangan (bata), mempunyai ketebalan lebih besar,
dan tidak dapat dikelompokkan struktur yang hanya memikul tegangan
dalam bidang karena, pada struktur tebal seperti ini, momen lentur
sudah mulai dominan.Bentuk 3 dimensional juga dibuat dari
batang-batang kaku dan pendek. Struktur seperti ini pada hakikatnya
adalah struktur cangkang karena perilaku strukturalnya dapat
dikatakan sama dengan permukaan cangkang menerus, hanya saja
tegangannya tidak lagi menerus seperti pada permukaan cangkang,
tetapi terpusat pada setiap batang. Struktur demikian baru pertama
kali digunakan pada awal abad XIX. Kubah Schewedler, yang terdiri
atas jaring-jaring batang bersendi tak teratur, misalnya,
diperkenalkan pertama kali oleh Schwedler di Berlin pada tahun
1863, pada saat ia mendesain kubah dengan bentang 132 ft (48 m).
Struktur baru lainnya adalah menggunakan batang-batang yang
diletakkan pada kurva yang dibentuk oleh garis membujur dan
melintang dari suatu permukaan putar. Banyak kubah besar di dunia
ini yang menggunakan cara demikian.Untuk menghindari kesulitan
konstruksi yang ditimbulkan dari penggunaan batang-batang yang
berbeda dalam membentuk permukaan cangkang, kita dapat menggunakan
cara-cara lain yang menggunakan batang-batang yang panjangnya sama.
Salah satu diantaranya adalah kubah geodesik yang diperkenalkan
oleh Buckminster Fuller. Karena permukaan bola tidak dapat dibuat,
maka banyaknya pola berulang identik yang akan dipakai untuk
membuat bagian dari permukaan bola itu akan terbatas. Icosohedron
bola, misalnya, terdiri atas 20 segitiga yang dibentuk dengan
menghubungkan lingkaran-lingkaran besar yang mengelilingi bola.
Tinjauan geometris demikian inilah yang digunakan oleh Fuller. Kita
harus berhati-hati dalam menggunakan cara seperti ini karena sifat
strukturnya dapat membingungkan. Keuntungan struktural yang didapat
tidak selalu lebih besar daripada bentuk kubah
lainnya.Bentuk-bentuk lain yang bukan merupakan permukaan putaran
juga dapat dibuat dengan menggunakan elemen-elemen batang. Beberapa
di antaranya adalah atap barrel ber-rib dan atap Lamella yang
terbuat dari grid miring seperti pelengkung yang membentuk
elemen-elemen diskrit. Bentuk yang disebut terakhir ini yang
terbuat dari material kayu sangat banyak dijumpai, tetapi baja
maupun beton bertulang juga dapat digunakan. Dengan sistem Lamella,
kita dapat mempunyai bentangan yang sangat besar.
BAB III PROFIL BANGUNAN3.1 Deskripsi BangunanTeater Imax Keong
Emas didirikan atas prakarsa Almarhumah Hj. lbu Tien Soeharto, dan
mulai dioperasikan pada tanggal 20 April 1984 yang dimaksudkan
sebagai sarana rekreasi yang mendidik guna memperkenalkan kekayaan
alam dan budaya bangsa melalui tayangan film (audio-visual) layar
raksasa dengan menggunakan kecanggihan teknologi sinematografi
modem Proyektor IMAX dengan memutar film "Indonesia Indah".Dalam
perkembangan selanjutnya pemutaran film di Teater Imax Keong Emas
tidak hanya menampilkan film-film seri Indonesia Indah saja, namun.
juga diselingi dengan memutar film-film import yang bernuansa
pendidikan dengan tema-tema hiburan, ilmu pengetahuan dan
teknologi, maupun tema-tema lingkungan hidup. Teater IMAX Keong
Emas menempati area tanah seluas 4,4 ha dan dapat menampung sekitar
1.000 pengunjung. Karena kemegahangedung dan perangkat
teknologinya, teater ini sering mendapatkan sejumlah penghargaan
dari berbagai lembaga. Salah satu penghargaan yang diterima datang
dari lembaga Guiness Book of Record yang menganugerahi teater ini
karena dianggap telah memecahkan rekor layar terbesar untuk teater
IMAX di seluruh dunia dan meraih Sertifikat Museum Rekor Indonesia
(Muri), karena merupakan replika bangunan terbesar di Indonesia.3.2
LokasiTeater Imax Keong Mas berada di Daerah Khusus Ibukota Jakarta
tepatnya di Jakarta timur yaitu di areal TMII jalan raya taman mini
pintu 1 Kelurahan Ceger, Cipayung Jakarta Timur13820, arah sebelah
selatan Plaza Tugu Api Pancasila. 3.3 Data TeknisArsitek bangunan
ini diantaranya : Dpl. Ing. Eddy W Utoyo, IAI , Ir. Timmy Setiawan,
IAI , Ir. Frangky Du Ville, IAI , Ir. Djoeachir, IAI dan Ir. Iman
Sudibyo, IAI. A hli struktur bangunan : Ir. Paul Retika, M.Sc.
BAB IV ANALISA STRUKTUR4.1 Latar Belakang BangunanDibangun pada
tahun 1982 di area Taman Mini Indonesia Indah (TMII) Jakarta Timur,
teater IMAX Keong Emas telah menjadi simbol TMII sampai saat ini.
Teater IMAX Keong Mas secara resmi dibuka pada tanggal 20 April
1984 oleh Ibu Tien Soeharto. Teater Imax Keong Mas adalah
satu-satunya teater IMAX terbesar di Indonesia yang bangunannya
dibuat menyerupai bentuk sebuah keong raksasa. Pada mulanya, teater
ini bertujuan sebagai sarana rekreasi yang mendidik guna
memperkenalkan kekayaan alam dan budaya bangsa melalui tayangan
film (audio-visual) layar raksasa dengan menggunakan kecanggihan
teknologi sinematografi modem proyektor IMAX melalui pemutaran film
Indonesia Indah.4.2 PondasiTeater Keong Emas menggunakan pondasi
tiang pancang dari beton prategang yang ditancapkan sampai
kedalaman rata-rata 18 m dan dihubungkan oleh ring, sehingga sangat
cocok untuk menahan gempa.
4.3 Analisa Jenis Struktur yang DigunakanTeater ImaxKeong Emas
mengaplikasikan atap berstruktur Cangkang yakni bentuk structural
tiga dimensional yang kaku dan tipisyang mempunyai permukaan
lengkung. Permukaan cangkang dapat mempunyai sembarang bentuk.
Bentukyang paling umum adalah permukaan yang berasal dari kurva
yang diputar terhadap satu sumbu (misalnya, permukaan bola,
elips,kerucut, dan parabola). STRUKTUR RONGGA BAGIAN DALAM
Sedangkan bangunan bagian dalam menggunakan sistem struktur shell
yang merupakan kubah beton terbesar di Indonesia dengan diameter 46
m dan ketebalan 20 cm untuk bagian bawah serta 15 cm untuk bagian
atasnya.Pembukaan dari struktur cangkang ini disanggah oleh
busur-busur beton secara tiga dimensi.
Sistem struktur kanopi kubah menggunakan sistem struktur shell
hiperbolis parabola dengan konstruksi beton tekan tiga dimensi yang
menggunakan rib baja tarik serta pengisi bidang kaca khusus. Pada
bagian depan lobi terdapat kanopi dari baja dan kaca yang diikatkan
pada struktur shell kurva tunggal tersebut. Pada bagian lobi
terdapat beberapa kolom penopang yang berfungsi untuk menopang
bagian shell yang tidak menyentuh tanah sehingga gaya-gaya dari
beban statis maupun dinamis dapat tetap disalurkan ke tanah.
4.4 Analisa Struktur AtapBangunan teater Keong Mas TMII memiliki
tiga macam sistem struktur shell pembentuk bangunannya. Ketiga
macam sistem struktur shell tersebut meliputi, struktur shell
rotasi (rotasional surface shell), struktur shell hiperbolis
parabola (hyperbolic paraboloid shell) dan struktur shell kurva
tunggal (single curved shell).
Struktur shell rotasi digunakan pada bagian utama bangunan yaitu
ruang menonton teater, struktur shell hiperbolis parabola digunakan
pada bagian kanopi ruang utama, sedangkan struktur shell kurva
tunggal digunakan pada bagian lobi bangunan.
Material Material yang digunakan untuk menyusun struktur shell
merupakan material beton bertulang yang dibentuk menyerupai busur.
Terdapat kolom penopang tambahan serta balok-balok penyambung kolom
pada teater utama sebagai penopang ruang mesin, ruang proyektor dan
pintu masuk.
PEMBEBANAN Pada shell, gaya-gaya dalam bidang yang berarah
mereditional diakibatkan oleh beban penuhPada shell, tekanan yang
diberikan oleh gaya-gaya melingkar tidak menyebabkan timbulnya
momen lentur dalam arah meredional. Dengan demikian cangkang dapat
memikul variasi beban cukup dengan tegangan-tegangan bidang.
Variasi pola beban yang ada, bagaimanapun, harus merupakan transisi
perlahan( perubahan halus dari kondisi beban penuh kekondisi
sebagian agar momen lentur tidak timbul).
TES PEMBEBANAN TOTALKekokohan dan kekuatan struktur bangunan
keong mas ini sudah pernah diuji dengan beban berupa kumpulan batu
sebesar 300 ton yang diletakkan pada bagian atap struktur shell
rotasi dan lengkungan yang terjadi hanya sebesar 3 mm. Uji
Kestabilan dan kekakuan struktur bangunan teater keong mas ini juga
diuji melalui uji gaya lateral. Struktur bangunan didorong dengan
beban sebesar 400 kg dan tidak mengalami pergeseran sedikit
pun.
4.5 Prinsip Penyaluran Gaya Gaya Meridional, berasal dari berat
itu sendiri yang kemudian gaya itu disalurkan melalui tulangan baja
kekolom penyangga. Gaya meredional yang bekerja pada atap diatasi
dengan mempertebal permukaannya.
BAB V KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKAAriestadi, Dian, 2008, Teknik Struktur Bangunan
Jilid 2 untuk SMK, Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan
Nasional, h. 181 193.Structure ; Daniel
Schodekhttp://rachmat-arsitektur.blogspot.com/2011/02/pengantar-struktur-bentang-lebar.html
LAMPIRAN