S1 Reguler
Kelompok 1 Struktur Kabel
Ceria Anggraeni L2B005158
Farisa Peni L2B005173
Ferina Mareta L2B005174
Komara Titis L2B005184
Utami W. L2B005210
Rachadian H. L2B005194
Taufik Hidayat L2B005206
Irvan Adinata L2B005181
Kelompok 2 Struktur Kabel
Desta Arlina L2B005162
Diah Nugraheni L2B005164
Duty Rahmawati L2B005166
Rahmawati V. L2B005196
Selvy Ratuwiharsih L2B005203
Tri palupi L2B005208
Anang Marwanto L2B005148
Damardiko NC L2B005160
Kelompok 3 Struktur Membran
Ety Supriatin L2B004161
Dani Tri S. L2B005161
Gihartono L2B005176
Hamdi Zubaidi L2B005178
Wasis Tri W. L2B005212
Uli Octalinasda L2B005209
Budi Santosa L2B005157
Endang Dwi L2B005171
Kelompok 4 Struktur Membran
Albertus W. L2B005147
Anindita Almira L2B005150
Ari Pandu T. L2B005154
Endah Mustikowati L2B005170
Lina Chyntia L2B005186
Puspita D. L2B005192
Josua BS L2B005183
Kelompok 5 Struktur Space Frame
Agni Darumas L2B005145
Anindita KhrisnaL2B005151
Anindya Chandra L2B005153
AryoTomy L2B005155
Eka Perdana L2B005169
Wintria Julia N.L2B005215
Windi Astuti_ L2B005214
Kelompok 6 Struktur Space Frame
Ade Primadewi L2B004137
Anindita Prajna L2B005152
Dwi Istiawan L2B005167
Ramadhani Guruh L2B005197
Tingga Pradana L2B005207
Yasminia S. L2B005216
Gita Saras Ayu L2B005177
Muhammad Fatoni L2B004173
Kelompok 7 Struktur Shell
Bayu Aji S. L2B005156
Gian Adi P. L2B005175
Istiqomah G. L2B005182
Marita S. L2B005188
Nurhalim SNW L2B005189
Wibisono Bagus L2B005213
Edi Rahastyawan L2B005168
Kelompok 8 Struktur Folded Plate
Akhmad Solikun L2B005146
Candra Dian L. L2B005158
Ignasius A. L2B005179
Indriya Sri R. L2B005180
Larissa A. L2B005185
Rezania Tri R. L2B005200
Siska SeptianingsihL2B005205
Reva Yuanita L2B005199
Kelompok 9 Struktur Grid n Slab
Devi Renita L2B005163
Pingkan Dias L. L2B005190
Pranapita L2B005191
Putri Lestari L2B005193
Raditya Dwi L2B005195
Reihani Pulungan L2B005198
Evita Ayu KS L2B005172
Sesi Agustina L2B005204
S1 Ekstensi
KELOMPOK 1 : Struktur Kabel
1. L2B605061 ABDUL HAKIM
2. L2B605075 DWI HENDRO P
3. L2B605077 FAJAR PRIBADI
4. L2B605090 MUHAMMAD ROMADHONI
5. L2B605065 ANDRI RUPA SAMPANA P
6. L2B605103 SELVIANI EKASARI
7. L2B605072 DARWIN JONATHAN N
KELOMPOK 2 : Struktur Membran
1. L2B605098 REZA ADHI WICAKSANA
2. L2B605095 OKKY SETIAWAN
3. L2B605106 SETYA WAHYU K
4. L2B605076 EDOS MAULANA
5. L2B605091 NARI FEBRIANTO
6. L2B605107 SOFAN NURI
7. L2B605099 RISMA NURDWISTA
KELOMPOK 3 : Struktur Shell
1. L2B605071 AYU KUSUMA DEWI
2. L2B605084 HESTI WULANSARI
3. L2B605100 RIZMA NUR ARDLIANTI
4. L2B605094 NURINA DESY P
5. L2B605109 UNTARI DEWI H
6. L2B605086 JAYANTI SORAYA DEWI
7. L2B GILANG KAMAJATI
KELOMPOK 4 : Struktur Folded Plate
1. L2B605067 ARI DEDY SETIAWAN
2. L2B605066 ANGGA WIDHYA G
3. L2B605070 ASTYKA UTAMI
4. L2B605074 DIAN RESWARI PUTRI S
5. L2B605080 FEBY HARILIANI
6. L2B605087 KUSHENDRAWAN
7. L2B605089 METTYANA CHRISTYA N
KELOMPOK 5 : Struktur Space Frame
1. L2B605097 RATI PURNATYARINI
2. L2B605101 RR MEUTIA L P
3. L2B605083 HERTRYANA WIDYASARI
4. L2B605096 PARAMITHA PRAMONO P
5. L2B605110 WINA PRIASANI
6. L2B605111 YENI ARI SETYOWATI
7. L2B605104 SENOAJI REZA IZULL
KELOMPOK 6 : Struktur Grid & Slab
1. L2B605088 MARYAWAN T
2. L2B605085 INDHIARTO WAHYU W
3. L2B605093 NOVYANTO KURNIAWAN
4. L2B605062 ADITYA RAHMA PUTRA
5. L2B605081 GILANG PERDANA L
6. L2B605108 SONI ARIYANTO
7. L2B605102 SANGAJI BOWOLEKSONO
8. L2B605082 HARY DWIPRASETYO
Selasa, 2008 April 22
TUGAS BESAR strukons 6
1. LATAR BELAKANG
Dalam merancang suatu bangunan, arsitek akan mengadakan suatu analisa yang berkaitan dengan system struktur. Banyak sekali system struktur yang dapat dikembangkan dalam desain. Untuk bangunan yang berbentang lebar banyak system struktur yang dapat dipergunakan diantaranya :
- Struktur Grid dan Slab,
- Struktur Shell / cangkang,
- Struktur Folded plate,
- Struktur Space Frame,
- Struktur Membran,
- Struktur Kabel.
Dalam mendesain seorang arsitek dituntut untuk mengetahui berbagai macam system struktur Advance sehingga pengetahuannya tentang struktur akan semakin berkembang.
Untuk itu pada mata kuliah Struktur dan Konstruksi 6 yang khusus membahas tentang struktur Advance (khusus untuk bangunan bentang lebar) mahasiswa diharapkan mengetahui 6 sistem struktur tersebut diatas dan mendalami satu struktur melalui tugas kelompok.
Untuk itu, dalam mata kuliah ini, mahasiswa dilatih untuk belajar mengidentifikasi bangunan pada system strukturnya dan menganalisa system pembebanan / gaya yang akan bermanfaatkan untuk tugas tugas berikutnya seperti Perancangan Arsitektur, maupun untuk LP3A dan Tugas Akhir.
2. SISTEM PENGERJAAN TUGAS
Tugas dikerjakan secara berkelompok yang dalam satu kelompok jumlah mahasiswanya di sesuaikan dengan jumlah mahasiswa peserta mata kuliah.
3. SISTEM PENGERJAAN
Format tugas menggunakan kertas A4, spasi 1,5 jenis huruf bebas tetapi besar huruf 10-11 font dengan jenis presentasi bebas tetapi harus menarik orang untuk membacanya. (kertas bias landscape atau portrait)
Setiap kelompok diwajibkan untuk mengusulkan maket system struktur pada papernya.
Berkas yang dikumpulkan adalah 1 bendel tugas berupa print out beserta dengan CD-nya dengan format gambar menggunakan JPEG dan Maket Struktur Kelompok besar (menyusul).
Setiap kelompok juga wajib mengumpulkan tugas via email ke :
zukawi@gmail.com dengan subject : Struktur Konstruksi 6
JADWAL PENGUMPULAN TUGAS
- Untuk PAPER, dikumpulkan paling lambat 14 Mei 2008, setelah paper kumpul, team dosen pengampu akan menyeleksi dan memilih maket yang akan dibuat bersama.
- Untuk MAKET kelompok besar dikumpulkan paling lambat 28 Mei 2008
4. ASISTENSI
Asistensi dilakukan secara berkelompok dan dilakukan minimal 2x. Satu kali ke masing-masing pembimbing. Waktu Asistensi ditentukan kemudian dengan kesepakatan dosen dan mahasiswa.
5. SISTEMATIKA TUGAS
Kata Pengantar
DAFTAR ISI – DAFTAR GAMBAR – DAFTAR TABEL
BAB I PENDAHULUAN
BAB II TINJAUAN PUSTAKA (STRUKTUR YANG DIKAJI)
BAB III STUDI KASUS (CONTOH : min 3 BANGUNAN) dengan salah satunya yang diusulkan untuk dijadikan maket sehingga gambarnya lengkap dengan detail strukturnya
BAB IV ANALISA SISTEM STRUKTUR DAN GAYA/BEBAN PADA BANGUNAN (POTONGAN KERJA)
BAB V KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
6. PENILAIAN
Penilaian didasarkan pada:
- kelengkapan tinjauan pustaka, (bobot 25%)
- mengidentifikasi dalam STUDI KASUS (minimal 3 bangunan), (bobot 25%)
- ketajaman dalam menganalisa sistem struktur dan pembebanan berdasarkan dengan hasil tinjauan pustaka. (bobot 25%)
- Maket kelompok yang dikerjakan (bobot 25%)
7. MATERI TUGAS
Mengidentifikasi dan menganalisa suatu bangunan (single Building) berdasarkan system struktur Advance. Strukturnya yaitu :
- Struktur Grid dan Slab, - Struktur Shell / cangkang, - Struktur Folded plate, - Struktur Space Frame, - Struktur Membran, - Struktur Kabel
Demikian Penjelasan tugas dan selamat mengerjakan.
Koord Tugas MK Strukon 6
Sukawi, ST, MT
Dalam merancang suatu bangunan, arsitek akan mengadakan suatu analisa yang berkaitan dengan system struktur. Banyak sekali system struktur yang dapat dikembangkan dalam desain. Untuk bangunan yang berbentang lebar banyak system struktur yang dapat dipergunakan diantaranya :
- Struktur Grid dan Slab,
- Struktur Shell / cangkang,
- Struktur Folded plate,
- Struktur Space Frame,
- Struktur Membran,
- Struktur Kabel.
Dalam mendesain seorang arsitek dituntut untuk mengetahui berbagai macam system struktur Advance sehingga pengetahuannya tentang struktur akan semakin berkembang.
Untuk itu pada mata kuliah Struktur dan Konstruksi 6 yang khusus membahas tentang struktur Advance (khusus untuk bangunan bentang lebar) mahasiswa diharapkan mengetahui 6 sistem struktur tersebut diatas dan mendalami satu struktur melalui tugas kelompok.
Untuk itu, dalam mata kuliah ini, mahasiswa dilatih untuk belajar mengidentifikasi bangunan pada system strukturnya dan menganalisa system pembebanan / gaya yang akan bermanfaatkan untuk tugas tugas berikutnya seperti Perancangan Arsitektur, maupun untuk LP3A dan Tugas Akhir.
2. SISTEM PENGERJAAN TUGAS
Tugas dikerjakan secara berkelompok yang dalam satu kelompok jumlah mahasiswanya di sesuaikan dengan jumlah mahasiswa peserta mata kuliah.
3. SISTEM PENGERJAAN
Format tugas menggunakan kertas A4, spasi 1,5 jenis huruf bebas tetapi besar huruf 10-11 font dengan jenis presentasi bebas tetapi harus menarik orang untuk membacanya. (kertas bias landscape atau portrait)
Setiap kelompok diwajibkan untuk mengusulkan maket system struktur pada papernya.
Berkas yang dikumpulkan adalah 1 bendel tugas berupa print out beserta dengan CD-nya dengan format gambar menggunakan JPEG dan Maket Struktur Kelompok besar (menyusul).
Setiap kelompok juga wajib mengumpulkan tugas via email ke :
zukawi@gmail.com dengan subject : Struktur Konstruksi 6
JADWAL PENGUMPULAN TUGAS
- Untuk PAPER, dikumpulkan paling lambat 14 Mei 2008, setelah paper kumpul, team dosen pengampu akan menyeleksi dan memilih maket yang akan dibuat bersama.
- Untuk MAKET kelompok besar dikumpulkan paling lambat 28 Mei 2008
4. ASISTENSI
Asistensi dilakukan secara berkelompok dan dilakukan minimal 2x. Satu kali ke masing-masing pembimbing. Waktu Asistensi ditentukan kemudian dengan kesepakatan dosen dan mahasiswa.
5. SISTEMATIKA TUGAS
Kata Pengantar
DAFTAR ISI – DAFTAR GAMBAR – DAFTAR TABEL
BAB I PENDAHULUAN
BAB II TINJAUAN PUSTAKA (STRUKTUR YANG DIKAJI)
BAB III STUDI KASUS (CONTOH : min 3 BANGUNAN) dengan salah satunya yang diusulkan untuk dijadikan maket sehingga gambarnya lengkap dengan detail strukturnya
BAB IV ANALISA SISTEM STRUKTUR DAN GAYA/BEBAN PADA BANGUNAN (POTONGAN KERJA)
BAB V KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
6. PENILAIAN
Penilaian didasarkan pada:
- kelengkapan tinjauan pustaka, (bobot 25%)
- mengidentifikasi dalam STUDI KASUS (minimal 3 bangunan), (bobot 25%)
- ketajaman dalam menganalisa sistem struktur dan pembebanan berdasarkan dengan hasil tinjauan pustaka. (bobot 25%)
- Maket kelompok yang dikerjakan (bobot 25%)
7. MATERI TUGAS
Mengidentifikasi dan menganalisa suatu bangunan (single Building) berdasarkan system struktur Advance. Strukturnya yaitu :
- Struktur Grid dan Slab, - Struktur Shell / cangkang, - Struktur Folded plate, - Struktur Space Frame, - Struktur Membran, - Struktur Kabel
Demikian Penjelasan tugas dan selamat mengerjakan.
Koord Tugas MK Strukon 6
Sukawi, ST, MT
Struktur Kabel (bag 1)
Pengertian 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. (Makowski, 1988)
• Struktur kabel dan jaringan dapat juga dinamakan struktur tarik dan tekan, karena pada kabel-kabel hanya dilimpahkan gaya-gaya tarik, sedangkan kepada tiang-tiang pendukungnya hanya dilimpahkan gaya tekan. (Sutrisno, 1983)
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.
Pada jembatan gantung, kabel-kabel letak dalam bidang datar (dua dimensi), sedangkan pada struktur kabel dan jaringan rangkaian kabel yang berjumlah banyak, disusun ortogonal dalam bidang lengkung, masing-masing kearah yang berkebalikan untuk kepentingan bersama, sehingga menghasilkan sistem yang stabil dalam tiga dimensi.
Pemakaian struktur tersebut berkembang menjadi struktur atap gantung ruang, memakai bahan yang ringan, kuat dan tahan cuaca, di antaranya adalah fiberglass dan acrylic yang dipasang di antara jala-jala dari kabel baja mutu tinggi. Jaringan laba-laba adalah suatu contoh di alam yang merupakan jaringan dalam bidang (dua dimensi) dan mempunyai perubahan bentuk (deformasi) yang elastis.
Pada zaman sekarang sesuai dengan pesatnya kemajuan ilmu pengetahuan, struktur kabel juga berkembang. Pemakaian struktur tersebut tidak terbatas pada bangunan untuk pameran atau pertunjukan, tetapi telah digunakan untuk stadion dengan bentangan ruang yang besar.
Sejarah Struktur Kabel
A. Sejarah Perkembangan Struktur Kabel
Asal mula struktur kabel
Struktur kabel merupakan salah satu struktur tradisional yang awalnya berupa jembatan dan tenda. Jembatan dengan sistem kabel tarik awalnya diterapkan pada daerah pegunungan seperti Himalaya atau di daerah hutan hujan seperti Peru. Kemudian berkembang hingga Eropa
yang diprakarsai oleh Faustus Verantinus pada tahun 1616 yang menggunakan rantai sebagai pengganti kabel yang dingkurkan pada menara. Pada saat itu hingga menjelang abad ke-20, kabel hanya menjadi sistem yang membantu perkuatan karena belum dapat mengatasi factor beban angin.
Bentuk tenda sering digunakan oleh suku nomaden di Eropa Utara, Asia dan Timur Tengah. Tenda-tenda tersebut dapat dikelompokkan atas tiga jenis, yaitu :
1. Bentuk kerucut dengan penutup dari kulit
Merupakan bentuk yang paling sederhana dengan satu atau lebih tiang utama di dalam dan beberapa tiang pembentuk yang menyatu di puncak tiang utama
2. Bentuk silinder dengan atap perpaduan bentuk kubah dan kerucut
Dinding silinder dibentuk dengan batang-batang yang saling menyilang dengan batang pembentuk atap menyatu ditengah dan diperkuat dengan cincin
3. Bentuk black tent
Bentuk ini hanya menggunakan kabel tarik yang ditutupi terpal tanpa batang pengaku. Fungsi utamanya adalah sebagai perlindungan terhadap matahari dan temperature yang rendah pada malam hari.
C. Struktur kabel pada abad ke 19
Prinsip struktur kabel mengadaptasi bentuk tenda dan jembatan, hanya saja diterapkan pada bentang yang lebih luas. Dipicu oleh revolusi industri dimana terjadi pertambahan penduduk yang cepat dan pertumbuhan di bidang industri, mengakibatkan munculnya kebutuhan akan bangunan dengan bentang lebar untuk pabrik, stasiun kereta api dan fasilitas umum lainnya. Sistem struktur yang sering digunakan adalah struktur rangka sedangkan struktur kabel jarang digunakan. Namun terdapat beberapa contoh yang dapat diklasifikasikan menjadi :
• Perpaduan struktur kabel dengan elemen jembatan
Bangunan pertama adalah sebuah pabrik di pelabuhan Perancis yang dibangun tahun 1839. Terdiri atas dua gedung memanjang dengan ruang diantaranya sepanjang 40 m yang tertutup atap tanpa dinding. Atap didikat oleh sistem kabel catenary yang diangkurkan pada tower bangunan.
• Atap dengan rantai dan kabel tarik
Jaringan rantai besi atau kabel digunakan sebagai penutup atap, sebagai alternatif atap yang tahan api.
• Jaringan kabel dua arah pada lantai
Jaringan kabel dan batang besi digabung membentuk suatu plat lantai yang pre-tension
• Masted Structure
Diilhami oleh tuntutan bangunan berbentang lebar yang ringan, biaya rendah dan konstruksi yang tahan api, maka digunakan prinsip jembatan dengan mengikat rantai atau kabel (sebagai rangka atap) pada kolom yang diteruska ke atas
Dasar-Dasar Struktur Kabel
Daya Tarik yang tinggi dari baja dengan efisiensi tarik murni memungkinkan kabel baja sebagai elemen struktur yang dapat membentangi jarak besar. Kabel adalah fleksibel karena ukurannya dari sisi kecil dibandingkan dengan panjangnya. Fleksibel menunjukan daya lengkung yang terbatas.
Karena tegangan-tegangan lengkung tidak sama, dapat diatasi oleh fleksibelnya kabel. Beban-beban yang dipikul oleh batang-batang tarik terbagi di antara kabel-kabel. Masing-masing kabel memikul beban dengan tegangan yang sama dan di bawah tegangan yang diperkenankan.
Untuk mendapat gambaran mengenai mekanisme kabel yang memikul beban vertikal, dapat dilihat pada gambar dibawah ini, terlihat suatu kabel yang ujung-ujungnya dipegang kuat oleh angkur pada tembok dan dibebani beban P ditengahnya. Karena beban P, kedua bagian kabel tertarik dan membentuk segitiga, tiap bagian kabel memikul ½ p
Bentuk segitiga yang terbentuk oleh kabel memilki ciri khas lenturan,
yaitu jarak vertikal antara landasan gantung sampai dengan titik terendah pada kabel. Kabel tanpa lenturan tak dapat memikul beban karena gaya tarik yang terdapat dalam kabel yang mendatar tidak dapat mengadakan keseimbangan dengan gaya atau beban vertikal. Gaya tarik arah kedalam pada kedua landasan akibat melenturnya kabel dapat dibagi menjadi dua bagian yang sama karena pembebanan simetri. Bilamana landasan perletakan tidak cukup kuat, maka kedua bagian kabel akan berimpit menjadi satu. Untuk mengatasi hal tersebut, perlu dipasang batang penunjang mendatar antara kedua landasan. Mekanisme kabel
• Makin panjang kabel
- lenturan makin besar
- tetapi tegangan menjadi lebih rendah
- dapat dipakai kabel dengan potongan lintang yang kecil.
• Makin pendek kabel,
- lenturan pun makin kecil
- tegangan menjadi lebih tinggi
- diperlukan kabel dengan potongan lintang yang lebih besar.
Yang paling ekonomis adalah dengan mengambil lenturan dengan sudut 45 º. Apabila beban diperbanyak, maka kabel-kabel dengan garis lurus yang disebabkan karena tegang, membentuk segi banyak. Bentuk segi banyak itu disebut juga Funicular Polygon dari bahasa Latin : Funis = tali dan dari bahasa Greek : Poly = banyak, dan Gonia = sudut. Lenturan maksimal pada Funicular Polygon yaitu 3/10 dari bentangan.
Terdapat pula Polygon Catenari, dari bahasa Latin : Catena = lengkungan yang teratur, dimana beban-beban yang sama besarnya disusun dengan jarak-jarak yang sama di atas kabel utama dan lebih baik, maka batang-batang segi banyak gaya membentuk lengkungan yang agak lain dari bentuk parabola tatepi tidak banyak selisih. Lenturan maksimal pada Katenari yaitu 3/10 dari bentangan dan dengan lenturan itu lengkungan katenari hampir berimpit dengan parabola. Kabel yang memikul berat sendiri dan beban terbagi rata yang didistribusikan mendatar mendapat bentuk pertengahan antara katenari dan parabola.
Perbedaan antara bentuk lengkung Katenari dengan bentuk lengkung Parabola
2. Klasifikasi Struktur Kabel
Secara Garis Besar, Struktur kabel dapat dibedakan menjadi:
1. Struktur Kabel Tunggal Sistem Roda Sepeda ( Single Layer Sistem)
Pada sistem ini dipakai satu susunan kabel yang menghubungkan cincin dinding luar dari beton sebagai penahan tiang yang silindris ke cincin dalam di titik pusat lingkaran dari baja. Dinding tepi melingkar dibuat dari beton tulang yang tipis.
Penutup atap terdiri dari pelat beton prefabrikasi berbentuk baja yang didukung oleh kabel-kabel radial. Ujungnya ditekuk ke atas pada tulangan pelat. Agar stabil, pelat-pelat dibebani bata atau kantong-kantong berisi pasir sementara untuk memberi tarik tambahan pada kabel.
Lubang-lubang diantara dua pelat sebagai cetakan diisi adukan beron. Bilamana beton mongering, atap menjadi pelat yang monolit dan merupakan bundaran. Kabel akan memendek tetapi ditahan oleh beton tepi yang merupakan silinder yang telah membantu.
Jadi atap beton yang melengkung ke bawah itu mendapat prategang dari kabel-kabel, sehingga cukup kaku untuk menahan flutter effect (mengepak seperti sayap). Drainase air hujan dilakukan dengan memompa air yang ada di atas atap melalui pipa-pipa.
2. Struktur Kabel Ganda Sistem Roda Sepeda (Double Layer Sistem)
Sistem kabel ganda terdiri atas dua susunan kabel yang letaknya tidak sebidang, tidak berpotongan tetapi bersilang. Kedua susunan kabel ini merupakan struktur utama dari atap, susunan yang satu melengkung ke atas dan susunan yang lainnya melendut ke bawah. Kedua susunan kabel dijaga supaya tetap pada tempatnya oleh penunjang-penunjang tekan dengan berbagai panjang yang masing-masing dapat disetel.
Bahan atap terdiri dari pelat metal prefabrikasi. Atap bebas dari bahaya flutter effect karena gaya tarik dalam kabel yang cukup besar membuat susunan keseluruhan lebih kaku daripada kabel-kabel yang digantungkan.
2.3.5 Penerapan Struktur Kabel dalam Arsitektur
Struktur 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.
A. Deformasi Struktur Kabel
Beban merata pada struktur kabel menyebabkan terbentuknya 2 macam kurva, yaitu :
• Kurva parabola, terjadi akibat beban horizontal yang merata
• Kurva katenari, terjadi akibat beban merata searah kabel
B. Sistem Stabilisasi
Beberapa 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.
2.3.6 Gaya-Gaya Pada Kabel
Untuk menghitung gaya-gaya kabel, dapat ditempuh dengan memanfaatkan keseimbangan titik-titik hubung struktur.
Kabel adalah struktur, dimana besar gaya-gaya pada kabel tersebut tidak konstan, ini berarti setiap segmen pada konstruksi kabel akan menerima gaya yang berbeda.
Tiupan angin diatas permukaan atap yang melendut menyebabkan terjadinya gaya isapan. Gaya isapan menyebabkan atap fleksibel mengarah cembung ke atas
Pada saat atap berubah bentuk sebagai akibat gaya isapan, pengaruh angin terhadap bentuk yang berubah tadi menyebabkan gaya tekan. Gaya tekan menyebabkan atap bergerak ke bawah
Pada saat bergerak ke bawah dan ke atas, efek angin secara bergantian tekan-isap yang mengakibatkan atap mengalami getar secara konstan
2.3.7 Keuntungan dan Kelemahan Struktur Kabel
• Keuntungan 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 lain
4. 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. Dalam hal gejala resonansi yang umum dikenal dapat timbul dan mengakibatkan robohnya bangunan.
• 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. (Makowski, 1988)
• Struktur kabel dan jaringan dapat juga dinamakan struktur tarik dan tekan, karena pada kabel-kabel hanya dilimpahkan gaya-gaya tarik, sedangkan kepada tiang-tiang pendukungnya hanya dilimpahkan gaya tekan. (Sutrisno, 1983)
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.
Pada jembatan gantung, kabel-kabel letak dalam bidang datar (dua dimensi), sedangkan pada struktur kabel dan jaringan rangkaian kabel yang berjumlah banyak, disusun ortogonal dalam bidang lengkung, masing-masing kearah yang berkebalikan untuk kepentingan bersama, sehingga menghasilkan sistem yang stabil dalam tiga dimensi.
Pemakaian struktur tersebut berkembang menjadi struktur atap gantung ruang, memakai bahan yang ringan, kuat dan tahan cuaca, di antaranya adalah fiberglass dan acrylic yang dipasang di antara jala-jala dari kabel baja mutu tinggi. Jaringan laba-laba adalah suatu contoh di alam yang merupakan jaringan dalam bidang (dua dimensi) dan mempunyai perubahan bentuk (deformasi) yang elastis.
Pada zaman sekarang sesuai dengan pesatnya kemajuan ilmu pengetahuan, struktur kabel juga berkembang. Pemakaian struktur tersebut tidak terbatas pada bangunan untuk pameran atau pertunjukan, tetapi telah digunakan untuk stadion dengan bentangan ruang yang besar.
Sejarah Struktur Kabel
A. Sejarah Perkembangan Struktur Kabel
Asal mula struktur kabel
Struktur kabel merupakan salah satu struktur tradisional yang awalnya berupa jembatan dan tenda. Jembatan dengan sistem kabel tarik awalnya diterapkan pada daerah pegunungan seperti Himalaya atau di daerah hutan hujan seperti Peru. Kemudian berkembang hingga Eropa
yang diprakarsai oleh Faustus Verantinus pada tahun 1616 yang menggunakan rantai sebagai pengganti kabel yang dingkurkan pada menara. Pada saat itu hingga menjelang abad ke-20, kabel hanya menjadi sistem yang membantu perkuatan karena belum dapat mengatasi factor beban angin.
Bentuk tenda sering digunakan oleh suku nomaden di Eropa Utara, Asia dan Timur Tengah. Tenda-tenda tersebut dapat dikelompokkan atas tiga jenis, yaitu :
1. Bentuk kerucut dengan penutup dari kulit
Merupakan bentuk yang paling sederhana dengan satu atau lebih tiang utama di dalam dan beberapa tiang pembentuk yang menyatu di puncak tiang utama
2. Bentuk silinder dengan atap perpaduan bentuk kubah dan kerucut
Dinding silinder dibentuk dengan batang-batang yang saling menyilang dengan batang pembentuk atap menyatu ditengah dan diperkuat dengan cincin
3. Bentuk black tent
Bentuk ini hanya menggunakan kabel tarik yang ditutupi terpal tanpa batang pengaku. Fungsi utamanya adalah sebagai perlindungan terhadap matahari dan temperature yang rendah pada malam hari.
C. Struktur kabel pada abad ke 19
Prinsip struktur kabel mengadaptasi bentuk tenda dan jembatan, hanya saja diterapkan pada bentang yang lebih luas. Dipicu oleh revolusi industri dimana terjadi pertambahan penduduk yang cepat dan pertumbuhan di bidang industri, mengakibatkan munculnya kebutuhan akan bangunan dengan bentang lebar untuk pabrik, stasiun kereta api dan fasilitas umum lainnya. Sistem struktur yang sering digunakan adalah struktur rangka sedangkan struktur kabel jarang digunakan. Namun terdapat beberapa contoh yang dapat diklasifikasikan menjadi :
• Perpaduan struktur kabel dengan elemen jembatan
Bangunan pertama adalah sebuah pabrik di pelabuhan Perancis yang dibangun tahun 1839. Terdiri atas dua gedung memanjang dengan ruang diantaranya sepanjang 40 m yang tertutup atap tanpa dinding. Atap didikat oleh sistem kabel catenary yang diangkurkan pada tower bangunan.
• Atap dengan rantai dan kabel tarik
Jaringan rantai besi atau kabel digunakan sebagai penutup atap, sebagai alternatif atap yang tahan api.
• Jaringan kabel dua arah pada lantai
Jaringan kabel dan batang besi digabung membentuk suatu plat lantai yang pre-tension
• Masted Structure
Diilhami oleh tuntutan bangunan berbentang lebar yang ringan, biaya rendah dan konstruksi yang tahan api, maka digunakan prinsip jembatan dengan mengikat rantai atau kabel (sebagai rangka atap) pada kolom yang diteruska ke atas
Dasar-Dasar Struktur Kabel
Daya Tarik yang tinggi dari baja dengan efisiensi tarik murni memungkinkan kabel baja sebagai elemen struktur yang dapat membentangi jarak besar. Kabel adalah fleksibel karena ukurannya dari sisi kecil dibandingkan dengan panjangnya. Fleksibel menunjukan daya lengkung yang terbatas.
Karena tegangan-tegangan lengkung tidak sama, dapat diatasi oleh fleksibelnya kabel. Beban-beban yang dipikul oleh batang-batang tarik terbagi di antara kabel-kabel. Masing-masing kabel memikul beban dengan tegangan yang sama dan di bawah tegangan yang diperkenankan.
Untuk mendapat gambaran mengenai mekanisme kabel yang memikul beban vertikal, dapat dilihat pada gambar dibawah ini, terlihat suatu kabel yang ujung-ujungnya dipegang kuat oleh angkur pada tembok dan dibebani beban P ditengahnya. Karena beban P, kedua bagian kabel tertarik dan membentuk segitiga, tiap bagian kabel memikul ½ p
Bentuk segitiga yang terbentuk oleh kabel memilki ciri khas lenturan,
yaitu jarak vertikal antara landasan gantung sampai dengan titik terendah pada kabel. Kabel tanpa lenturan tak dapat memikul beban karena gaya tarik yang terdapat dalam kabel yang mendatar tidak dapat mengadakan keseimbangan dengan gaya atau beban vertikal. Gaya tarik arah kedalam pada kedua landasan akibat melenturnya kabel dapat dibagi menjadi dua bagian yang sama karena pembebanan simetri. Bilamana landasan perletakan tidak cukup kuat, maka kedua bagian kabel akan berimpit menjadi satu. Untuk mengatasi hal tersebut, perlu dipasang batang penunjang mendatar antara kedua landasan. Mekanisme kabel
• Makin panjang kabel
- lenturan makin besar
- tetapi tegangan menjadi lebih rendah
- dapat dipakai kabel dengan potongan lintang yang kecil.
• Makin pendek kabel,
- lenturan pun makin kecil
- tegangan menjadi lebih tinggi
- diperlukan kabel dengan potongan lintang yang lebih besar.
Yang paling ekonomis adalah dengan mengambil lenturan dengan sudut 45 º. Apabila beban diperbanyak, maka kabel-kabel dengan garis lurus yang disebabkan karena tegang, membentuk segi banyak. Bentuk segi banyak itu disebut juga Funicular Polygon dari bahasa Latin : Funis = tali dan dari bahasa Greek : Poly = banyak, dan Gonia = sudut. Lenturan maksimal pada Funicular Polygon yaitu 3/10 dari bentangan.
Terdapat pula Polygon Catenari, dari bahasa Latin : Catena = lengkungan yang teratur, dimana beban-beban yang sama besarnya disusun dengan jarak-jarak yang sama di atas kabel utama dan lebih baik, maka batang-batang segi banyak gaya membentuk lengkungan yang agak lain dari bentuk parabola tatepi tidak banyak selisih. Lenturan maksimal pada Katenari yaitu 3/10 dari bentangan dan dengan lenturan itu lengkungan katenari hampir berimpit dengan parabola. Kabel yang memikul berat sendiri dan beban terbagi rata yang didistribusikan mendatar mendapat bentuk pertengahan antara katenari dan parabola.
Perbedaan antara bentuk lengkung Katenari dengan bentuk lengkung Parabola
2. Klasifikasi Struktur Kabel
Secara Garis Besar, Struktur kabel dapat dibedakan menjadi:
1. Struktur Kabel Tunggal Sistem Roda Sepeda ( Single Layer Sistem)
Pada sistem ini dipakai satu susunan kabel yang menghubungkan cincin dinding luar dari beton sebagai penahan tiang yang silindris ke cincin dalam di titik pusat lingkaran dari baja. Dinding tepi melingkar dibuat dari beton tulang yang tipis.
Penutup atap terdiri dari pelat beton prefabrikasi berbentuk baja yang didukung oleh kabel-kabel radial. Ujungnya ditekuk ke atas pada tulangan pelat. Agar stabil, pelat-pelat dibebani bata atau kantong-kantong berisi pasir sementara untuk memberi tarik tambahan pada kabel.
Lubang-lubang diantara dua pelat sebagai cetakan diisi adukan beron. Bilamana beton mongering, atap menjadi pelat yang monolit dan merupakan bundaran. Kabel akan memendek tetapi ditahan oleh beton tepi yang merupakan silinder yang telah membantu.
Jadi atap beton yang melengkung ke bawah itu mendapat prategang dari kabel-kabel, sehingga cukup kaku untuk menahan flutter effect (mengepak seperti sayap). Drainase air hujan dilakukan dengan memompa air yang ada di atas atap melalui pipa-pipa.
2. Struktur Kabel Ganda Sistem Roda Sepeda (Double Layer Sistem)
Sistem kabel ganda terdiri atas dua susunan kabel yang letaknya tidak sebidang, tidak berpotongan tetapi bersilang. Kedua susunan kabel ini merupakan struktur utama dari atap, susunan yang satu melengkung ke atas dan susunan yang lainnya melendut ke bawah. Kedua susunan kabel dijaga supaya tetap pada tempatnya oleh penunjang-penunjang tekan dengan berbagai panjang yang masing-masing dapat disetel.
Bahan atap terdiri dari pelat metal prefabrikasi. Atap bebas dari bahaya flutter effect karena gaya tarik dalam kabel yang cukup besar membuat susunan keseluruhan lebih kaku daripada kabel-kabel yang digantungkan.
2.3.5 Penerapan Struktur Kabel dalam Arsitektur
Struktur 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.
A. Deformasi Struktur Kabel
Beban merata pada struktur kabel menyebabkan terbentuknya 2 macam kurva, yaitu :
• Kurva parabola, terjadi akibat beban horizontal yang merata
• Kurva katenari, terjadi akibat beban merata searah kabel
B. Sistem Stabilisasi
Beberapa 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.
2.3.6 Gaya-Gaya Pada Kabel
Untuk menghitung gaya-gaya kabel, dapat ditempuh dengan memanfaatkan keseimbangan titik-titik hubung struktur.
Kabel adalah struktur, dimana besar gaya-gaya pada kabel tersebut tidak konstan, ini berarti setiap segmen pada konstruksi kabel akan menerima gaya yang berbeda.
Tiupan angin diatas permukaan atap yang melendut menyebabkan terjadinya gaya isapan. Gaya isapan menyebabkan atap fleksibel mengarah cembung ke atas
Pada saat atap berubah bentuk sebagai akibat gaya isapan, pengaruh angin terhadap bentuk yang berubah tadi menyebabkan gaya tekan. Gaya tekan menyebabkan atap bergerak ke bawah
Pada saat bergerak ke bawah dan ke atas, efek angin secara bergantian tekan-isap yang mengakibatkan atap mengalami getar secara konstan
2.3.7 Keuntungan dan Kelemahan Struktur Kabel
• Keuntungan 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 lain
4. 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. Dalam hal gejala resonansi yang umum dikenal dapat timbul dan mengakibatkan robohnya bangunan.
Senin, 2008 April 21
PENERAPAN STRUKTUR SHELL DALAM BANGUNAN
3.1 SYDNEY OPERA HOUSE
Pendahuluan
Definisi struktur dalam konteks hubungannya dengan bangunan adalah sebagai sarana untuk menyalurkan beban dan akibat penggunaannya dan atau kehadiran bangunan ke dalam tanah (Scodek,1998). Terdapat lima golongan bentuk struktur (Sutrisno, 1983), yaitu struktur massa, struktur rangka, struktur permukaan bidang ( struktur lipatan dan cangkang), struktur kabel dan boimorfik.
Bentuk struktur permukaan bidang yang merupakan struktur cangkang atau shell, di alam dapat ditemukan pada bentuk perisai dari tumbuh-tumbuthan maupun binatang, meskipun bentuknya tipis, tapi kuat dan kokoh. Seperti kulit labu yang kering, kulit telur, kulit kerang dan tempurung kepala kita. Ciri-ciri dari perisai yang kokoh adalah bentuknya yang lengkung dan berbahan keras dan padat.
Pengertian ini oleh manusia diwujudkan sebagai struktur cangkang. Pernyataan dari pengertian alam tersebut menjadi suatu struktur buatan manusia. Meskipun terdapat ikatan-ikatan yang membatasinya, abad demi abad manusia akhirnya mampu melonggarkan batasan tersebut seiring dengan kemajuan teknologi. Karenanya pada masa kini bentuk yang dihasilkan dalam struktur cangkang masih harus berbentuk geometrik yang dapat dimengerti dan diterjemahkan dalam kemampuan matematis untuk dapat dilaksanakan. Pada dasarnya bentuk-bentuk struktur adalah persamaan antara fungsi, material, dan hukum-hukum statis.
Cangkang pada umumnya menerima beban merata yang dan dapat menutup ruangan besar dibandingkan denga tipisnya pelat cangkang tadi. Oleh karena itu struktur cangkang paling baik digunakan pada bangunan dengan bentang besar tanpa pembagian pada interior seperti stadion, stasiun, pasar, masjid exibition hall, dang bangunan bentang besar lainnya.
Bangunan dengan struktur cangkang yang akan dibahas adalah sydney Opera House, dibangun pada tahun 1957 di Benellong point. Dibuka pertama kali oleh Ratu Elizabeth II pada tahun 1973. Bangunan ini digunakan untuk pertunjukan teater , musik, opera, tarian modern , ballet, pameran dan film. Sydney Opera House merupakan bangunan dengan struktur cangkang berbentuk spherical geometry dengan bentang kurang lebih 185 m dan 120 m yang terdiri dari ruang-ruang sebagai berikut:
Concert Hall
Opera Theatre
Drama Theatre
Playhouse, studio, reception hall, foyer
Studio latihan
Restoran
Ruang ganti
Sydney Opera House
Dibangun di kawasan Benellong Point diatas teluk Sydney yang dulunya difungsikan sebagai gudang penyimpanan kereta trem. oleh Jorn Utzon diubah menjadi suatu mahakarya yang indah dan dikenang sepanjang masa pada tahun 1957 untuk memenuhi ambisi pemerintah setempat.
Karena pada waktu itu Sydney tidak memiliki gedung pertunjukan yang memadai. Sydney Opera House berdiri di atas tanah seluas 2,2 Ha dan luas bangunan 1,8 Ha dengan bentang bangunan 185 m x 120 m dan ketinggian atap mencapai 67 meter di atas permukaan laut. Atap terbuat dari 2194 bagian beton precast yang masing-masing seberat 15,5 ton. Kesemuanya disatukan dengan kabel baja sepanjang 350 km. Berat atap keseluruhan mencapai 27.230 ton yang dilapisi 1. 656. 056 keramik Swedia.
Berat bangunan 161.000 ton ditopang oleh 580 kostruksi baja yang ditanam pada kedalaman 25 m di bawah permukaan laut. Penyangga atap terdiri dari 32 kolom beton yang masing-masing 2,5 meter persegi dengan struktur dinding curtain wall. Sydney Opera House memiliki lebih dari 1000 ruang yang diantaranya adalah:
1. Concert Hall, merupakan ruang utama terbesar denga kapasitas 2679 orang.
2. Opera Theatre, terdiri dari 1547 kursi.
3. Drama Theatre, dengan kapasitas 544 orang.
4. Playhouse, Studio, Reception Hall, Foyer, digunakan untuk seminar, kuliah, denga kapasitas 398 orang.
5. Lima Auditorium, lima studio, empat restaurant, enam bar theatre, 60 ruang ganti,perpustakaan, kantor administrasi dan ruang utilitas.
Sydney Opera House Ditinjau Dari Struktur Shell
Atap pada merupakan bentuk metafora dengan menerapkan system shell free form. Dimana bentuk shell yang ada tidak mengikuti pola geometri tetapi terikat secara structural yang dalam hal ini bentuk geometri tetap ada tetapi bukan merupakan factor utama..
Shell pada Sydney opera house terbentuk dari proses rotasional kearah vertical dengan lengkung dua arah (vertical dan horizontal)/ double curved shell dengan permukaan lengkung sinklastik.
Gaya- gaya yang bekerja pada pada tap shell Sydney opera house antara lain adalah:
1. Gaya meredional,
Gaya meredional pada atap Sydney opera house berasal dari berat itu sendiri yang kemudian gaya itu disalurkan melalui tulangan baja
kekolom penyangga atap. Gaya meredional yang bekerja pada atap diatasi dengan mempertebal permukaan dan membentuk permukaannya menyerupai sirip- sirip dengan tujuan agar permukaan lebih kaku
2. Gaya rotasional,
Gaya rotasional bekerja kearah vertical mengikuti lengkung atap kemudian beban disalurkan ketanah melaui tiga kolom yang ada. Beban tekan dan tarik disalurkan melalui tulangan atap.
3. Beban lentur
Pertemuan atap dan dinding dibuat lebih tebal agar dapat menyokong gaya yang bekerja pada arah vertical dan horizontal dari gaya meredional, yang
juga agar dapat menahan gaya dorong keluar yang terjadi
4. Kondisi tumpuan
Kondisi tumpuan pada atap Sydney opera house sudah memenuhi syarat tumpuan layak yang diizinkan untuk shell struktur, yaitu :
tumpuan yang disalurkan kekolom mampu mengerahkan reaksi dari membrane baik itu reaksi tekan maupun tarik. Perpindahan gaya tekan tarik yang bekerja pada permukaan cangkang.
Perpindahan- perpindahan membrane pada perbatasan kulit kerang yang timbul akibat tegangan dan regangan membrane diatasai dengan memperkaku sudut- sudut pertemuan permukaan shell
Kesimpulan
Tegangan- tegangan membrane adalah sedemikian kecil sehingga dalam kasus Sydney Opera House, ketebalan kulit kerang ditentukan oleh gangguan- gangguan lentur perbatasan, meskipun demikian tegangan- tegangan yang ada harus tetap dievaluasi dalam usaha untuk:
1. tegangan- tegangan tarik yang mungkin terjadi dan menyediakan tulangan tarik yang cukup kuat disepanjang lengkungan atap
2. tegangan tekan tertinggi terjadi pada puncak atap yang diselesaikan dengan membuat perkuatan. Sedangkan untuk tekanan tekuk terjadi pada sudut pertemuan atap
3.2 Market Hall Royan, Prancis
Bangunan ini dibangun pada tahun 1955 sampai tahun 1956 dan dirancang oleh Louis Simon, Andre Morisseau dan Rene Sarger, sebagai sebuah sarana umum di Royan, Charante – Maritime, Poitou – charente, Perancis. Sebagai sarana umum yang banyak dikunjungi orang dan menjadi perhatian, maka market hall ini dirancang dengan bentuk yang unik dan bisa menampung banyak orang dengan kegiatannya di dalam dan barang, tanpa terganggu oleh kolom kolom di dalam bangunan. Oleh karena itu perancangnya memilih struktur shell, karena dapat menghasilkan bentang yang luas, dan juga bentuk yang fleksibel.
Bentuk dari market hall ini unik, karena bentuk bangunannya tidak sederhana. Bidang dasar dari bangunannya sendiri adalah lingkaran, dengan diameter 52.40 meter dan penutup shell yang seolah olah bergelombang. Bentuk shell yang bergelombang ini dihasilkan dari penggabungan segmen segmen shell menjadi satu.
Bangunan ini tidak sepenuhnya tertutup, tetapi pada bagian atap bangunan ini terdapat beberapa lubang yang memungkinkan masuknya cahaya sebagai usaha untuk mendapatkan pencahayaan alami.
Bagian tengah dari gedung ini, yang merupakan titik tertinggi (crown) merupakan tempat bertemunya segmen segmen shell.
Ketebalan dari shellnya sendiri adalah kurang lebih 3 inchi, yang ditopang oleh 13 titik struktur yang saling berhubungan oleh tie member, sehingga masing masing segmen shell terhubung dengan kaku.
ANALISA
Pembentukan permukaan atap
Pada Royan Market Hall, Perancis pembentukan permukaan atapnya dapat dijelaskan sebagai berikut :
Jika titik perpotongan dari parabola “P” dengan garis kosinus “C” digeserkan sepanjang garis C, dengan parabola “P” yang diatur dalam bentuk yang sedemikian rupa sehingga selalu melewati secara horisontal melalui titik asal o, bagian dari parabola diantara o dan M tertutup sempurna dan oleh karena itu menghasilkan permukaan atap dari Royan Market Hall. Parabola “P” disebut sebagai generator permukaan dan garis kosinus “C” sebagai direktrik.
Atap dari Royan Market Hall secara keseluruhan dibentuk dari 13 bagian lengkung yang sama. Ketigabelas bagian tersebut disusun secara melingkar sehinggga membentuk suatu struktur atap yang menyerupai ombak-ombak. Ketigabelas bagian tersebut disatukan oleh adanya penebalan pada masing-masing tepi lengkung atap tersebut (pada bagian cekung atap/valley). Penebalan tersebut dteruskan ke bawah membentuk titik-titik dukung yang menyokong struktur atap. Titik dukung tersebut berjumlah 13 buah yang dihubungkan satu sama lain dengan sebuah tie member.
Gambar. Potongan Royan Market Hall – menunjukkan penebalan pada beberapa sisi
Alur pembebanan
Beban atap disalurkan melalui bagian tepi tiap-tiap lengkung yang mengalami penebalan (bagian cekung atap/valley) yang kemudian disalurkan ke tiap-tiap titik dukung. Bagian yang mengalami penebalan ini menyalurkan beban dari setengah bagian lengkung atap yang ada di kiri dan kanannya.
Semua beban yang menimpa bangunan ini akan disalurkan ke tanah melalui penebalan penebalan
Beban yang terbesar adalah pada bagian tengah, yaitu diantara crown dan perbatasan tiap segmen, untuk itulah pada bagian ini mengalami penebalan. Beban tersebut semakin berkurang ke arah titik dukung. Hal ini berarti bahwa gaya-gaya yang diakibatkan oleh tiap-tiap segmen disalurkan ke pondasai tanpa mengalami momen lentur.
Berdasarkan analisa dari Jodicke dalam bukunya Shell Architecture, tentang kurva dasar pembentuk. Menganalisa kurva dasar pembentuk permukaan shell Royan Market Hall ini, mendapati bahwa kurva dasarnya bukanlah sebuah parabola dan mengisinya dengan ukuran ukuran dasar yang didapati dalam rancangan Royan market hall ini. Dari hasil analisa ini dapat dijelaskan bahwa dalam merancnag Royan market hall ini, sang arsitek tidak menggunakan bentuk bentuk geometris tertentu yang menganut rumus rumus paten.
Hal ini dapat menegaskan pendapat Siegel yang mengkalrifikasikan shell jenis ini, adalah shell jenis “free form” shell. Free form sendiri tidak berarti mengabaikan begitu saja disiplin bentuk geometris. Bentukan geometris ini dapat dijumpai dimanapun, bahkan bentuk bentuk alami di alam, misalnya bentuk kerang.
Atap Royan market hall ini berbentuk seperti kerang laut dengan tepinya yang beromabk, diklarifikasikan ke dalam “free form”, karena penggambaran umumnya merupakan penemuan atau penciptaan yang bebas, yang hanya dipandu oleh dalil dalil mekanik. Disini bentuk geometris memiliki sebuah panduan, lebih daripada sebuah penonjolan fungsi.
Dari cara pembentukan permukaan atap shellnya Royan Market Hall dapat dikategorikan dalam anticlastic shell. Bentuk permukaan shell tidak hanya mengacu pada desain geometris memiliki sebuah meninggalkan aturan aturan geometris tersebut. Sehingga dengan shell memungkinken untuk mendesain bentuk apapun. Bentuk permukaan shell tidak hanya mengacu pada prinsip prinsip desain geometris yang kaku, tapi dapat lebih fleksibel tanpa harus meninggalkan aturan aturan geometris tersebut.
Selasa, 2008 April 08
Struktur Shell (bagian 1)
Pertemuan ke 6
9 dan 10 April 2008 S1 Reguler dan Ekstensi
Definisi Struktur
Definisi yang sangat sederhana tentang struktur dalam hubungannya dengan bangunan ialah bahwa struktur merupakan sarana untuk menyalurkan beban yang diakibatkan penggunaan dan/atau kehadiran bangunan diatas tanah.
Dengan menggunakan gaya penulisan kamus yang kompleks dan pasti, Struktur dapat didefinisikan sebagai suatu entitas fisik yang memiliki sifat keseluruhan yang dapat dipahami sebagai suatu organisasi unsur-unsur pokok yang ditempatkan dalam ruang yang didalamnya karakter keseluruhan itu mendominasi interelasi bagian-bagiannya.
Fungsi Struktur
Fungsi struktur bangunan, dalam arti yang paling sederhana, adalah untuk mempertahankan bangunan agar tetap tegak. Struktur melakukan ini dengan mendukung beban bangunan pada arah berlawana gaya tarik bumi (gravitasi). Demikian pula struktur harus cukup kuat untuk menahan tekanan angin, gelombang kejut, ledakan sonik, getaran, beban benturan, dan gempa bumi.
Persyaratan Struktural
Kesetimbangan
Struktur harus mampu mencapai keadaan setimbang akibat aksi beban yang diberikan. Hal ini mengisyaratkan konfigurasi internal struktur bersama juga dengan sarana dengan apa struktur ini harus dihubungkan dengan pondasinya berada dalam keadaan setimbang.
Stabilitas Geometrik
Stabilitas Geometrik merupakan sifat yang mempertahankan geomerti pada sebuah struktur dan memungkinkan elemen-elemennya untuk beraksi bersama-sama menahan beban.
Kekuatan dan Kekakuan
Penerapan beban pada struktur menghasilkan gaya-gaya dalam pada elemen dan gaya reaksi luar pada pondasi. Elemen serta pondasi tersebut harus mempunyai kekuatan dan kekakuan yang cukup untuk menahan beban-beban ini.
bahan-bahan Struktur
Bentuk yang digunakan utnuk elemen-elemen struktur dipengaruhi secara luas oleh sifat bahan pembuatnya. Sifat fisik bahan menentukan jenis gaya dalam yang dapat dipikul dan jenis elemen yang sesuai.
Bahan struktur utama yang sering digunakan antara lain pasangan bata, kayu, baja, dan beton.
Kriteria Desain dan Analisis
Dalam melakukan analisis dan mendesain dari suatu struktur perlu kriteria – kriteria berikut:
Kemampulayanan
Struktur harus mampu memikul beban rancangan secara aman tanpa kelebihan tegangan pada material dan mempunyai batas deformasi yang masih dalam daerah yang diizinkan. Deformasi berlebihan dapat menyebabkan terjadinya kelebihan pada bagian struktur. Defleksi atau deformasi besar dapat diasosiasikan dengan struktur yang tidak aman. Deformasi dikontrol dengan memvariasikan kekakuan struktur. Hal lain yang berkaitan dengan deformasi adalah gerakan pada struktur. Pada banyak situasi kecepatan dan percepatan aktual struktur yang memikul beban dinamis dapat dirasakan oleh pemakai bangunan, dan dapat menimbulkan rasa tidak nyaman.
Efisiensi
Ukuran yang sering digunakan adalah banyaknya material yang diperlukan untuk memikul beban yang diberikan dalam ruang pada kondisi dan kendala yang ditentukan. Mungkin saja terjadi, bahwa respons struktur yang berbeda-beda terhadap situasi beban yang diberikana akan mempunyai kemampulayanan yang sama.
Konstruksi
Kriteria konstruksisangat luas dan termasuk juga ke dalamnya tinjauan mengenai banyak serta jenis usaha atau manpower yang diperlukan untuk melaksanakan suatu bangunan, juga jenis dan banyak alat yang diperlukan untuk melaksanakan suatu bangunan, juga jenis dan banyak alat yang diperlukan serta lama waktu penyelesaian
Harga
Hrga selalu merupakan faktor yan menentukan dalam pemilihan struktur. Konsep harga tidak dapat dilepaskan dari dua hal yaitu efisiensi dan kemudahan pelaksanaan. Harga total suatu struktur sangat bergantung pada banyak harga material yang dicapai, serta banyaknya upah buruh yang diperlukan untuk melaksanakansuatu fasilitas, juga harga atau biaya alat yang diperlukan selama pelaksanaan
Lain-lain
Faktor lain yang mempengaruhi pemilihan struktur yaitu peran struktur itu dalam pandangan arsiteknya, struktur merupakan bagian terbesar dari penampilan bangunan.
STRUKTUR SHELL
Definisi
Pada dasarnya shell diambil dari beberapa bentuk yang ada dialam seperti kulit telur, tempurung buah kelapa, cangkang kepiting, cangkang keong, dan sebagainya (Curt Siegel).
Shell adalah bentuk struktural tiga dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai permukaan lengkung. Shell harus didirikan dari material yang dapat dilengkungkan seperti beton bertulang, kayu, logam, bata, batu, atau plastik.
Cara yang baik untuk mempelajari perilaku permukaan shell yang dibebani adalah dengan memandangnya sebagai analogi dari membran, yaitu elemen permukaan yang sedemikian tipisnya hingga hanya gaya tarik yang timbul padanya. Membran yang memikul beban tegak lurus dari permukaannya akan berdeformasi secara tiga dimensional disertai adanya gaya tarik pada permukaan membran. Yang terpenting adalah adanya dua kumpulan gaya internal pada permukaan membran yang mempunyai arah saling tegak lurus. Hal yang juga penting adalah adanya tegangan geser tangensial pada permukaan membran yang juga berfungsi memikul beban.
Pada shell, gaya-gaya dalam bidang yang berarah mereditional diakibatkan oleh beban penuh. Pada 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). Pada pelengkung, beban seperti ini dapat menimbulkan lentur yang besar, sedangkan pada cangkang lentur dengan cepat dihilangkan dengan aksi melingkar. Cangkang adalah struktur yang unik. Cangkang dapat bekerja secara funicular untuk banyak jenis beban yang berbeda meskipun bentuknya tidak benar-benar funicular.
Struktur Shell di Alam
Organisme yang hidup secara konstan merubah dan menyesuaikan dengan tekanan eksternal yang baru; mereka bertransformasi dalam waktu dan ruang. Respon formal mereka selalu menarik perhatian desainer dan sumber konstan untuk penemuan baru, walaupun mereka tidak pernah secara tuntas mengetahui kakuatan dan prinsip yang membentuk organisme.
Ada banyak struktur pemukaan di alam yang tidak hanya ditemukan dalam skala mikroskopis;
Persyaratan Struktur Shell
Suatu struktur shell harus mempunyai tiga syarat, yaitu sebagai berikut:
1. Harus memiliki bentuk lengkung, tunggal, maupun ganda (single or double curved)
2. harus tipis terhadap permukaan atau bentangannya
3. harus dibuat dari bahan yang keras, kuat, ulet dan tahan terhadap tarikan dan tekanan.
Klasifikasi Permukaan (Surface)
Untuk memprediksikan perlakuan struktur membran sebaik kemungkinan konstruksinya, tidak hanya saja yang harus kita tahu, tetapi juga fisik alamiah dari permukaan dan karakteristik perlakuan yang lain. Kurva merupakan properti fundamental dari permukaan. Sebuah permukaan dapat didefinisikan oleh banyak kurva berbeda, oleh karena itu beberapa lengkungan (curvature) khusus harus diidentifikasi: lengkung utama, lengkung Gaussian, dan lengkung tengah. Lengkungan ini memberi karakteristik permukaan sebagai sistem lengkung tunggal atau ganda, dimana permukaan lengkung ganda secara lebih jauh dibagi menjadi permukaan synclastik dan anticlastic.
Sesuai dengan terjadinya bentuk shell, maka shell digolongkan dalam tiga macam:
1. Rotasional Surface
Adalah bidang yang diperoleh bilamana suatu garis lengkung yang datar diputar terhadap suatu sumbu. Shell dengan permukaan rotasional dapat dibagi tiga yaitu Spherical Surface, Eliptical Surface, Parabolic Surface.
Spherical Surface Eliptical Surface Parabolic Surface
2. Ruled Surface,
Adalah bidang yang diperoleh bilamana ujung-ujung suatu garis lurus digeser pada dua bidang sejajar. Shell dengan permukaan transasional dibagi dua yaitu cylindrical surface dan eliptic paraboloid.
cylindrical surface eliptic paraboloid
3. Translational surface
Aadalah bidang yang diperoleh jika suatu garis lengkung yang datar digeser sejajar diri sendiri terhadap garis lengkung yang datar lainnya. Shell dengan permukaan ruled ada dua macam, yaitu Hyperbolic Paraboloid dan Conoid.
Hyperbolic Paraboloid Conoid
1 Single Curved Shell
Shell dengan single curvature yang arah lengkungannya dalam satu arah serta permukaannya tidak diputar/digeser, dan dibentuk oleh konus yang sama.
Single curved dibentuk oleh:
1. Konus
2. Silinder
Contoh : Lengkung Barrel
2 Double Curved Shell
Yaitu shell dengan double curvature yang arah lengkungannya dalam dua arah. Terdiri dari 2 macam:
1. Double Curved Shells yang arah lengkungnya ke satu arah (Synclastic shells)
Contoh: Spherical Dome Shell
2. Double Curved Shells yang arah lengkungnya ke arah yang berbeda (Anticlastic)
Contoh : Conoid
SHELL SILINDRIS
Shell silindris dengan lengkungaan tunggal dapat tersusun dari berbagai tipe kurva yang berbeda. Kurva dasar mulai dari bentuk geometri tertentu dari tembereng lingkaran, parabola, elips, hiperbola dan cycloid sampai dengan bentuk geometri yang luwes dari garis funicular. Bentuk-bentuk dasar ini dapat digabungkan dengan banyak cara untuk menghasilkan potongan melintang dari bentuk-bentuk yang bervariasi, yang mana dapat dikenali sebagai berikut :
Shell tunggal yang dikonstruksi dari segmen tunggal atau banyak segmen
Shell tunggal melawan banyak shell (bentuk berombak)
Bertulang melawan unit yang tidak bertulang
Cembung melawan cekung melawan bentuk berombak-ombak
Menerus melawan bentuk terputus (bentuk Y, bentuk S miring, dll)
Shell simetris melawan shell asimetris
Unit-unit shell silindris dapat disusun secara parallel, radial atau saling menyilang satu sama lain, shelll bisa lurus, berlipat, atau dibengkokkan.
Perilaku dari sebuah unit silindris linear sederhana tergantung dari geometrinya, materialnya, keadaan muatan (beban), dan tipe dan letak penyokongnya. Pengarah dari letak penyokong sungguh tampak nyata . sebaiknya didukung secara menerus sepanjang sisi longitudinal (membujur)-nya oleh balok-balok yang kuat, rangka-rangka, dinding-dinding atau pondasi-pondasi, gaya-gaya dialirkan secara langsung pada arah transversal (melintang) menuju penyokongnya. Perilakunya dapat digambarkan sebagai reaksi lingkungan paralel, masing-masing selebar satu kaki. Lingkungan ini harus relatif tebal sebagai respon terhadap gaya-gaya dengan melengkung mengikuti aksi gaya aksial. Karena lengkungan merupakan pertimbangan desai dasar, struktur permukaan dengan lengkungan tunggal ini tidak betul-betul dipertimbangkan sebagai shell, karena respon structural dasar mereka bukan merupakan aksi tipe membrane. Mereka disebut kubah, dan mungkin didesain kira-kira sebagaimana lengkungan.
Di sisi lain jika tidak terdapat penyokong pada arah longitudinal, tetapi hanya pada arah transversal, shell tentunya berperilaku seperti balok yang merentang pada arah longitudinal, gaya-gaya tidak bisa terlalu lama diteruskan pada aksi lengkungan secara langsung ke arah penyokong longitudinal. Untuk shell silindris dengan lebar chord kecil bila dibandingkan dengan bentangnya, respon dasarnya akan menjadi aksi balok. Jenis shell seperti ini disebut shell panjang atau shell balok, mereka bisa digambarkan sebagai balok dengan perpotongan kurvilinear. Mereka diasmsikan untuk tidak mengubah dibawah aksi muatan sehingga distribusi tekanan linear bisa digunakan.
Pendekatan desain shell balok beton
Ketiga struktur permukaan linear lengkung tunggal – vault, short, dan long shell – bisa dipelajari lebih lanjut dengan menyelidiki transisi dari slab yang didukung balok satu arah hingga shell beam. Untuk kasus dimana slab horizontal disokong oleh balok-balok, muatan pertama-tama disalurkan pada aksi slab secara melintang dan kemudian pada aksi balik secara membujur. Jika slab bengkok , aksi slab digantikan oleh aksi lengkung, dianggap bahwa balok sisi membujur sangat kaku bila dibandingkan dengan shell, jadi kondisi tersebut mirip dengan kubah yang disokong secara membujur. Bagaimanapun, jika bagian tepi relatif fleksibel, barulah tepi balok dan shell bisa bertindak bersama sebagai satu kesatuan : kekuatan dasar pada shell ini dengan tepi balok adalah aksial natural, sebagaimana disebabkan oleh aksi balok pada arah longitudinal daripada membengkok ke arah aksi lengkung pada arah tranversal.
Jangan lupa mengisi presensi di Pengajaran
9 dan 10 April 2008 S1 Reguler dan Ekstensi
Definisi Struktur
Definisi yang sangat sederhana tentang struktur dalam hubungannya dengan bangunan ialah bahwa struktur merupakan sarana untuk menyalurkan beban yang diakibatkan penggunaan dan/atau kehadiran bangunan diatas tanah.
Dengan menggunakan gaya penulisan kamus yang kompleks dan pasti, Struktur dapat didefinisikan sebagai suatu entitas fisik yang memiliki sifat keseluruhan yang dapat dipahami sebagai suatu organisasi unsur-unsur pokok yang ditempatkan dalam ruang yang didalamnya karakter keseluruhan itu mendominasi interelasi bagian-bagiannya.
Fungsi Struktur
Fungsi struktur bangunan, dalam arti yang paling sederhana, adalah untuk mempertahankan bangunan agar tetap tegak. Struktur melakukan ini dengan mendukung beban bangunan pada arah berlawana gaya tarik bumi (gravitasi). Demikian pula struktur harus cukup kuat untuk menahan tekanan angin, gelombang kejut, ledakan sonik, getaran, beban benturan, dan gempa bumi.
Persyaratan Struktural
Kesetimbangan
Struktur harus mampu mencapai keadaan setimbang akibat aksi beban yang diberikan. Hal ini mengisyaratkan konfigurasi internal struktur bersama juga dengan sarana dengan apa struktur ini harus dihubungkan dengan pondasinya berada dalam keadaan setimbang.
Stabilitas Geometrik
Stabilitas Geometrik merupakan sifat yang mempertahankan geomerti pada sebuah struktur dan memungkinkan elemen-elemennya untuk beraksi bersama-sama menahan beban.
Kekuatan dan Kekakuan
Penerapan beban pada struktur menghasilkan gaya-gaya dalam pada elemen dan gaya reaksi luar pada pondasi. Elemen serta pondasi tersebut harus mempunyai kekuatan dan kekakuan yang cukup untuk menahan beban-beban ini.
bahan-bahan Struktur
Bentuk yang digunakan utnuk elemen-elemen struktur dipengaruhi secara luas oleh sifat bahan pembuatnya. Sifat fisik bahan menentukan jenis gaya dalam yang dapat dipikul dan jenis elemen yang sesuai.
Bahan struktur utama yang sering digunakan antara lain pasangan bata, kayu, baja, dan beton.
Kriteria Desain dan Analisis
Dalam melakukan analisis dan mendesain dari suatu struktur perlu kriteria – kriteria berikut:
Kemampulayanan
Struktur harus mampu memikul beban rancangan secara aman tanpa kelebihan tegangan pada material dan mempunyai batas deformasi yang masih dalam daerah yang diizinkan. Deformasi berlebihan dapat menyebabkan terjadinya kelebihan pada bagian struktur. Defleksi atau deformasi besar dapat diasosiasikan dengan struktur yang tidak aman. Deformasi dikontrol dengan memvariasikan kekakuan struktur. Hal lain yang berkaitan dengan deformasi adalah gerakan pada struktur. Pada banyak situasi kecepatan dan percepatan aktual struktur yang memikul beban dinamis dapat dirasakan oleh pemakai bangunan, dan dapat menimbulkan rasa tidak nyaman.
Efisiensi
Ukuran yang sering digunakan adalah banyaknya material yang diperlukan untuk memikul beban yang diberikan dalam ruang pada kondisi dan kendala yang ditentukan. Mungkin saja terjadi, bahwa respons struktur yang berbeda-beda terhadap situasi beban yang diberikana akan mempunyai kemampulayanan yang sama.
Konstruksi
Kriteria konstruksisangat luas dan termasuk juga ke dalamnya tinjauan mengenai banyak serta jenis usaha atau manpower yang diperlukan untuk melaksanakan suatu bangunan, juga jenis dan banyak alat yang diperlukan untuk melaksanakan suatu bangunan, juga jenis dan banyak alat yang diperlukan serta lama waktu penyelesaian
Harga
Hrga selalu merupakan faktor yan menentukan dalam pemilihan struktur. Konsep harga tidak dapat dilepaskan dari dua hal yaitu efisiensi dan kemudahan pelaksanaan. Harga total suatu struktur sangat bergantung pada banyak harga material yang dicapai, serta banyaknya upah buruh yang diperlukan untuk melaksanakansuatu fasilitas, juga harga atau biaya alat yang diperlukan selama pelaksanaan
Lain-lain
Faktor lain yang mempengaruhi pemilihan struktur yaitu peran struktur itu dalam pandangan arsiteknya, struktur merupakan bagian terbesar dari penampilan bangunan.
STRUKTUR SHELL
Definisi
Pada dasarnya shell diambil dari beberapa bentuk yang ada dialam seperti kulit telur, tempurung buah kelapa, cangkang kepiting, cangkang keong, dan sebagainya (Curt Siegel).
Shell adalah bentuk struktural tiga dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai permukaan lengkung. Shell harus didirikan dari material yang dapat dilengkungkan seperti beton bertulang, kayu, logam, bata, batu, atau plastik.
Cara yang baik untuk mempelajari perilaku permukaan shell yang dibebani adalah dengan memandangnya sebagai analogi dari membran, yaitu elemen permukaan yang sedemikian tipisnya hingga hanya gaya tarik yang timbul padanya. Membran yang memikul beban tegak lurus dari permukaannya akan berdeformasi secara tiga dimensional disertai adanya gaya tarik pada permukaan membran. Yang terpenting adalah adanya dua kumpulan gaya internal pada permukaan membran yang mempunyai arah saling tegak lurus. Hal yang juga penting adalah adanya tegangan geser tangensial pada permukaan membran yang juga berfungsi memikul beban.
Pada shell, gaya-gaya dalam bidang yang berarah mereditional diakibatkan oleh beban penuh. Pada 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). Pada pelengkung, beban seperti ini dapat menimbulkan lentur yang besar, sedangkan pada cangkang lentur dengan cepat dihilangkan dengan aksi melingkar. Cangkang adalah struktur yang unik. Cangkang dapat bekerja secara funicular untuk banyak jenis beban yang berbeda meskipun bentuknya tidak benar-benar funicular.
Struktur Shell di Alam
Organisme yang hidup secara konstan merubah dan menyesuaikan dengan tekanan eksternal yang baru; mereka bertransformasi dalam waktu dan ruang. Respon formal mereka selalu menarik perhatian desainer dan sumber konstan untuk penemuan baru, walaupun mereka tidak pernah secara tuntas mengetahui kakuatan dan prinsip yang membentuk organisme.
Ada banyak struktur pemukaan di alam yang tidak hanya ditemukan dalam skala mikroskopis;
Persyaratan Struktur Shell
Suatu struktur shell harus mempunyai tiga syarat, yaitu sebagai berikut:
1. Harus memiliki bentuk lengkung, tunggal, maupun ganda (single or double curved)
2. harus tipis terhadap permukaan atau bentangannya
3. harus dibuat dari bahan yang keras, kuat, ulet dan tahan terhadap tarikan dan tekanan.
Klasifikasi Permukaan (Surface)
Untuk memprediksikan perlakuan struktur membran sebaik kemungkinan konstruksinya, tidak hanya saja yang harus kita tahu, tetapi juga fisik alamiah dari permukaan dan karakteristik perlakuan yang lain. Kurva merupakan properti fundamental dari permukaan. Sebuah permukaan dapat didefinisikan oleh banyak kurva berbeda, oleh karena itu beberapa lengkungan (curvature) khusus harus diidentifikasi: lengkung utama, lengkung Gaussian, dan lengkung tengah. Lengkungan ini memberi karakteristik permukaan sebagai sistem lengkung tunggal atau ganda, dimana permukaan lengkung ganda secara lebih jauh dibagi menjadi permukaan synclastik dan anticlastic.
Sesuai dengan terjadinya bentuk shell, maka shell digolongkan dalam tiga macam:
1. Rotasional Surface
Adalah bidang yang diperoleh bilamana suatu garis lengkung yang datar diputar terhadap suatu sumbu. Shell dengan permukaan rotasional dapat dibagi tiga yaitu Spherical Surface, Eliptical Surface, Parabolic Surface.
Spherical Surface Eliptical Surface Parabolic Surface
2. Ruled Surface,
Adalah bidang yang diperoleh bilamana ujung-ujung suatu garis lurus digeser pada dua bidang sejajar. Shell dengan permukaan transasional dibagi dua yaitu cylindrical surface dan eliptic paraboloid.
cylindrical surface eliptic paraboloid
3. Translational surface
Aadalah bidang yang diperoleh jika suatu garis lengkung yang datar digeser sejajar diri sendiri terhadap garis lengkung yang datar lainnya. Shell dengan permukaan ruled ada dua macam, yaitu Hyperbolic Paraboloid dan Conoid.
Hyperbolic Paraboloid Conoid
1 Single Curved Shell
Shell dengan single curvature yang arah lengkungannya dalam satu arah serta permukaannya tidak diputar/digeser, dan dibentuk oleh konus yang sama.
Single curved dibentuk oleh:
1. Konus
2. Silinder
Contoh : Lengkung Barrel
2 Double Curved Shell
Yaitu shell dengan double curvature yang arah lengkungannya dalam dua arah. Terdiri dari 2 macam:
1. Double Curved Shells yang arah lengkungnya ke satu arah (Synclastic shells)
Contoh: Spherical Dome Shell
2. Double Curved Shells yang arah lengkungnya ke arah yang berbeda (Anticlastic)
Contoh : Conoid
SHELL SILINDRIS
Shell silindris dengan lengkungaan tunggal dapat tersusun dari berbagai tipe kurva yang berbeda. Kurva dasar mulai dari bentuk geometri tertentu dari tembereng lingkaran, parabola, elips, hiperbola dan cycloid sampai dengan bentuk geometri yang luwes dari garis funicular. Bentuk-bentuk dasar ini dapat digabungkan dengan banyak cara untuk menghasilkan potongan melintang dari bentuk-bentuk yang bervariasi, yang mana dapat dikenali sebagai berikut :
Shell tunggal yang dikonstruksi dari segmen tunggal atau banyak segmen
Shell tunggal melawan banyak shell (bentuk berombak)
Bertulang melawan unit yang tidak bertulang
Cembung melawan cekung melawan bentuk berombak-ombak
Menerus melawan bentuk terputus (bentuk Y, bentuk S miring, dll)
Shell simetris melawan shell asimetris
Unit-unit shell silindris dapat disusun secara parallel, radial atau saling menyilang satu sama lain, shelll bisa lurus, berlipat, atau dibengkokkan.
Perilaku dari sebuah unit silindris linear sederhana tergantung dari geometrinya, materialnya, keadaan muatan (beban), dan tipe dan letak penyokongnya. Pengarah dari letak penyokong sungguh tampak nyata . sebaiknya didukung secara menerus sepanjang sisi longitudinal (membujur)-nya oleh balok-balok yang kuat, rangka-rangka, dinding-dinding atau pondasi-pondasi, gaya-gaya dialirkan secara langsung pada arah transversal (melintang) menuju penyokongnya. Perilakunya dapat digambarkan sebagai reaksi lingkungan paralel, masing-masing selebar satu kaki. Lingkungan ini harus relatif tebal sebagai respon terhadap gaya-gaya dengan melengkung mengikuti aksi gaya aksial. Karena lengkungan merupakan pertimbangan desai dasar, struktur permukaan dengan lengkungan tunggal ini tidak betul-betul dipertimbangkan sebagai shell, karena respon structural dasar mereka bukan merupakan aksi tipe membrane. Mereka disebut kubah, dan mungkin didesain kira-kira sebagaimana lengkungan.
Di sisi lain jika tidak terdapat penyokong pada arah longitudinal, tetapi hanya pada arah transversal, shell tentunya berperilaku seperti balok yang merentang pada arah longitudinal, gaya-gaya tidak bisa terlalu lama diteruskan pada aksi lengkungan secara langsung ke arah penyokong longitudinal. Untuk shell silindris dengan lebar chord kecil bila dibandingkan dengan bentangnya, respon dasarnya akan menjadi aksi balok. Jenis shell seperti ini disebut shell panjang atau shell balok, mereka bisa digambarkan sebagai balok dengan perpotongan kurvilinear. Mereka diasmsikan untuk tidak mengubah dibawah aksi muatan sehingga distribusi tekanan linear bisa digunakan.
Pendekatan desain shell balok beton
Ketiga struktur permukaan linear lengkung tunggal – vault, short, dan long shell – bisa dipelajari lebih lanjut dengan menyelidiki transisi dari slab yang didukung balok satu arah hingga shell beam. Untuk kasus dimana slab horizontal disokong oleh balok-balok, muatan pertama-tama disalurkan pada aksi slab secara melintang dan kemudian pada aksi balik secara membujur. Jika slab bengkok , aksi slab digantikan oleh aksi lengkung, dianggap bahwa balok sisi membujur sangat kaku bila dibandingkan dengan shell, jadi kondisi tersebut mirip dengan kubah yang disokong secara membujur. Bagaimanapun, jika bagian tepi relatif fleksibel, barulah tepi balok dan shell bisa bertindak bersama sebagai satu kesatuan : kekuatan dasar pada shell ini dengan tepi balok adalah aksial natural, sebagaimana disebabkan oleh aksi balok pada arah longitudinal daripada membengkok ke arah aksi lengkung pada arah tranversal.
Jangan lupa mengisi presensi di Pengajaran
Senin, 2008 Januari 21
Apa Itu Struktur ???
Setiap mahasiswa arsitektur, mata kuliah Struktur dan Konstruksi (Strukons) Merupakan momok yang kadang sangat menakutkan.
Ini merupakan mata kuliah online untuk Struktur Konstruksi Semster 6
Selamat Bergabung.
Ini merupakan mata kuliah online untuk Struktur Konstruksi Semster 6
Selamat Bergabung.
Langgan:
Entri (Atom)
