analisa bangunan membran
DESCRIPTION
rsb3TRANSCRIPT
A. Olympia Stadium, Munich Jerman
1. Tentang Bangunan
Olympia Stadion (Stadion Olimpiade) merupakan stadion yang dibangun untuk dijadikan
sebagai tempat atau tuan rumah Olimpiade pada tahun 1972. Proyek ini hasil dari kontes yang
dimenangkan oleh arsitek Behnisch dan Frei Otto Gunther. Mereka menghasilkan desain yang
sangat luar dengan penerapan struktur membran yang dinamis dan menawan.
Stadion Olimpiade ini merupakan sebuah stadion yang terletak di sebelah utara kota
München dan berada dalam komplek olahraga Olympiapark München. Selain merupakan
tempat pertandingan olahraga, Stadion Olimpiade München juga merupakan tempat
penyelenggaraan berbagai konser terbuka. Kapasitas stadion ini adalah 69.250 orang.
Gambar. Olympia Stadium Sumber: http://static.panoramio.com/photos/large/40850112.jpg
2. Sistem Struktur
Struktur yang digunakan pada bangunan Olympiastadium ini termasuk ke dalam struktur
membran dengan klasifikasi Internal Masts pada struktur tenda. Hal ini dikarenakan tiang-tiang
penyangga berada di dalam dan menopang membran yang ada.
Bangunan ini memiliki struktur membran yang melingkupinya, seolah-olah seluruh kompleks
bangunan berada pada satu tenda besar. Bentukan membran sangat dinamis sesuai dengan
kontur setempat, sehingga tidak merusak lingkungan sekitarnya.
Membran yang digunakan adalah serat khusus yang transparan dengan dibantu rajutan
struktur kabel-kabel baja yang membentuk persegi panjang. Membran-membran yang ada di
tarik dengan pilar-pilar baja besar setinggi 76 meter masing-masing (250 kaki). Tiang-tiang
ditempatkan di luar atap atau ditangguhkan atas tanah pada kabel untuk menjaga area di bawah
menjadi bebas kolom.
3. Arah Gaya Pembebanan pada Bangunan
Untuk membahas arah pembebanan pada struktur membran pada Olympiastadium ini, perlu
diketahui komponen utama struktur membran yang ada, yaitu berupa struktur lain untuk
mempertahankan bentuk permukaanya sebagai berikut.
a. Rangka penumpu dalam yang kaku, yaitu berupa rajutan kabel menyilang berbentuk persegi
panjang.
b. Prategang pada permukaan yang memberikan gaya eksternal yang menarik membran, yaitu
adanya tiang penopang dengan kabel yang menarik ujung membran ke atas.
c. Kabel penarik yang langsung berhubungan dengan tanah sebagai sumbu tarik.
Gambar. Penerapan struktur membran dan kabel Sumber: http://4.bp.blogspot.com/-
Gambar. Bagian pembebanan pada bangunan Sumber: http://www.picsfrom.com/oneadmin/_files/photogallery/3b6b5_olympic-stadium.jpg
Pada intinya seluruh beban struktur membran pada stadion ini ditarik keatas menuju ke tiang
penyangga dengan kabel-kabel kemudian disalurkan ke bawah menuju tanah melalui kabel
dengan arah yang berlawanan. Tiang-tiang penyangga yang ada diperuntukkan sebagai tumpuan
penyalur beban struktur.
Gambar. Arah gaya pembebanan Sumber: http://static.panoramio.com/photos/large/32556274.jpg
Kabel Tarik
Tiang Penyangga
Membran
Baja Pengaku Bentuk
Sumbu Tarik
Secara skematis penyaluran bebannya adalah sebagai berikut.
Gambar. Skema penyaluran beban Sumber: http://static.panoramio.com/photos/large/32556274.jpg
4. Bentuk Struktur Membran
Berdasarkan bentuknya, struktur membran pada Olympiastadium ini termasuk ke dalam
klasifikasi struktur tenda yang berbentuk Wave Form (bentuk ombak). Bentuk struktur tenda ini
terlihat dari bentuk membran yang ditarik menggunakan tiang atau stuktur kabel.
Bentuk ini dapat terwujud dengan adanya tiang-tiang penyangga. Namun yang unik dari stadion
ini yaitu bentuk tiang penyangga bagian tengah yang menggantung, ditopang oleh rangka baja,
sehingga bagian bawah stadion tetap bebas dari kolom.
Gambar. Bentuk struktur membran Sumber: http://img.morgenpost.de/img
Gambar. Bentuk Waveform Sumber: http://www.learner.org
Gambar. Rangka baja sebagai tiang Sumber: http://img.morgenpost.de/img
Sedangkan untuk tiang penumpu bagian luar menggunakan tiang setinggi 76 meter yang
dihubungkan dengan tali guna menarik membran agar tetap tegang dan mempertahankan
bentuknya.
Gambar. Tiang penumpu luar
Sumber: Sumber: http://static.panoramio.com/photos/large/32556274.jpg
5. Detail Sambungan
Berikut ini merupakan detail sambungan yang terdapat pada struktur bangunan bagian luar.
Gambar. Detail gaya pembebanan Sumber: http://static.panoramio.com/photos/large/32556274.jpg
Tiang dalam
Tiang dalam
Rangka baja penumpu
B. Telkom Convention Center, Bandung
1. Tentang Bangunan
Fungsi bangunan ini adalah untuk kegiatan seminar, wisuda, perayaan, pesta, pelantikan, pentas
music dan pameran. Bangunan ini memiliki luas 4.139 m2. Sistem struktur yang digunakan pada
convention center ini adalah rigid frame dan menggunakan struktur atap rangka bidang (truss)
pipa baja dengan penutup atap tension membrane polymer.
Ide bangunan convention center sendiri diadopsi dari bentuk tunas daun sebagai dasar geometri
bangunan yang merupakan penggabungan lingkaran dan elips yang salah satu titik pusatnya
berimpit dan menjadi titik pusat dari ruang terbuka penghubung kedua bangunan tersebut yang
berfungsi sebagai ruang orientasi.
Gambar. Telkom Convention Center, Bandung Sumber: http://i49.tinypic.com/fau4o8.jpg
Gambar. Konsep Perancangan
Sumber: Korelasi bentuk, struktur dan konstruksi pada bangunan bentang besar dengan struktur membran, 2012
2. SIstem Struktur
Sistem struktur yang digunakan pada bangunan convention center ini bagian atasnya adalah
struktur membran dan busur truss. Berikut ini merupakan penjelasan dari kedua struktur
tersebut.
a. Busur Truss
Convention center ini menggunakan 8 busur truss utama dengan penambahan 6 busur truss
sebagai penerusan dari truss penguat di bagian bawah serta penambahan 2 busur truss
untuk memegang fasad kaca.
Gambar. Elemen struktur kabel (busur truss) Sumber: Korelasi bentuk, struktur dan konstruksi pada bangunan
bentang besar dengan struktur membran, 2012
b. Struktur Membran
Struktur membran yang digunakan termasuk ke dalam struktur tenda dengan klasifikasi
Internal Arch, di mana struktur pada bangunan ini tidak menggunakan tiang, tetapi
menggunakan struktur lengkung untuk menompang membran.
Bentuk permukaan membran yang diterapkan pada bangunan ini adalah bentuk anticlatic /
negative surface condition. Bentuk ini memiliki dua kelengkungan yang berlawanan, yaitu
sebagai berikut.
1) Kelengkungan primer (primary curvature), berbentuk busur terbalik
2) Kelengkungan sekunder (secondary curvature), yang berbentuk busur
Gambar. Bentuk permukaan membran Sumber: Korelasi bentuk, struktur dan konstruksi pada bangunan
bentang besar dengan struktur membran, 2012
Bangunan ini terdiri dari 7 buah segmen membran berbentuk pelana (saddle shape), di
mana masing-masing membran ini dibatasi oleh 2 buah busur truss utama dan bagian
bawah busur truss tambahan. Busur truss tambahan bagian atas dan truss pengaku pada
bagian puncak busur tidak memiliki peran dalam membatasi permukaan membran.
Gambar. Tepi permukaan membran Sumber: Korelasi bentuk, struktur dan konstruksi pada bangunan
bentang besar dengan struktur membran, 2012
Gambar. Tepi membran dan penggunaan truss Sumber: http://image.vsco.co/1/520a01ee3505a60567/522552b2596808db58000030/
800x600/vsco_090313_69.jpg
3. Material yang digunakan
Busur truss, menggunakan material pipa baja. Material pipa baja sebenarnya adalah material
yang kaku, namun karena truss mengalami momen lentur, dan hasil perhitungan kekuatan
menyatakan tidak mampu menahan momen lentur, maka dapat disimpulkan bahwa busur truss
tidak kaku. Untuk meningkatkan kekakuan, dimensi batang dapat diperbesar atau merubah
busur truss menjadi space truss yang lebih mampu melawan momen lentur.
Sedangkan untuk material membran menggunakan material yang fleksibel/tidak kaku. Untuk
memperoleh kekakukannya, membran dilengkungkan kedua arah secara berlawanan.
4. Penyaluran Beban
a. Penyaluran beban gravitasional
Yang termasuk ke dalam beban gravitasional adalah beban mati dan beban hidup. Beban
mati yang diterima oleh struktur atap hanya beban struktural, yaitu berat sendiri dari rangka
pipa baja dari busur truss, dan berat sendiri membran. Beban hidup yang diterima struktur
atap adalah beban air hujan dan beban orang pada waktu pemeliharaan atap. Beban
gravitasional yang diterima oleh membran, akan disalurkan menuju busur truss searah
dengan kelengkungan primer. Busur truss akan menyalurkan beban gravitasional tersebut
menuju pedestal. Pedestal akan menyalurkan bebannya ke pondasi lalu ke tanah.
Busur Truss
utama yang
membatasi
membran
Busur Truss
tambahan
bawah yang
membatasi
membran
Truss pengaku
pada puncak busur
yang tidak
membatasi
permukaan
membran
Busur Truss
tambahan atas
yang tidak
membatasi
membran
Gambar. Penyaluran beban gravitasional Sumber: Korelasi bentuk, struktur dan konstruksi pada bangunan
bentang besar dengan struktur membran, 2012
b. Penyaluran beban lateral
Beban lateral terbesar pada bangunan ini adalah beban angin. Beban angin dapat
menyebabkan sebagian permukaan membran mengalami beban tekan (pressure) dan
sebagian lagi mengalami beban isap (suction). Sama halnya dengan permukaan membran,
sebagian busur truss mengalami pressure dan sebagian mengalami suction. Beban
lateral/angin yang diterima oleh membrane akan disalurkan menuju busur truss searah
dengan kelengkungan sekunder. Busur truss akan menyalurkan beban tersebut menuju
pedestal. Pedestal akan menyalurkan bebannya ke pondasi lalu ke tanah.
Gambar. Penyaluran beban lateral Sumber: Korelasi bentuk, struktur dan konstruksi pada bangunan
bentang besar dengan struktur membran, 2012
Beban lateral/angin dari depan atau belakang bangunan akan diterima oleh fasad kaca yang
ditopang oleh truss, lalu disalurkan ke busur truss dan kolom yang menopang truss
pemegang rangka kaca, lalu disalurkan ke pondasi.
Gambar. Penyaluran beban lateral yang diterima fasad kaca Sumber: Korelasi bentuk, struktur dan konstruksi pada bangunan
bentang besar dengan struktur membran, 2012
Rangka truss pemegang kaca
Beban angin Beban angin
C. Carlos Moseley Music Pavilion, New York
1. Tentang Bangunan
Carlos Moseley Music Music Pavilion ini dirancang oleh arsitek, FTL, Nicholas Goldsmith.
Bangunan ini berfungsi sebagai panggung pertunjukan musim panas oleh Metropolitan Opera
dan New York Philharmonic di taman-taman New York.
Gambar. Carlos Moseley Pavilion Sumber: http://www.tensinet.com/project_files/3887/CARLOS__NEW_YO_FTL___MUSIC__PV01.jpg
2. Sistem Struktur
Konsep dari sistem struktur bangunan ini yaitu struktur harus dapat mudah dibongkar pasang
dalam beberapa jam dan mudah dipindah tempat sesuai dengan pertunjukkannya. Sistem
struktur ini menggunakan struktur tenda dengan klasifikasi External masts, di mana tenda
dengan kabel suspensi tiang penyangga terletak di tepi dan pembagian beban seperti pada kabel
dengan menggunakan kabel suspensi.
Rangka-rangka yang memiliki engsel di bagian tengahnya dan ditempatkan pada sudut-sudut
yang ditentukan sebelumnya di kedua ujung panggung. Panggung yang ada berukuran 24 m x 12
m dengan menggunakan struktur baja sederhana yang terletak pada bantalan-bantalan.
Gambar. Struktur pada Carlos Moseley Pavilion Sumber: http://www.peterwexlerstudio.com/images/23-Carlos-Moseley-Pavilion.jpg
Kemudian, untuk penggunaan struktur membran menggunakan material PVC dan PVDF coat.
Membran penutupnya terdiri dari enam bagian yang masing-masing memiliki lebar 1,67 m, dan
memiliki total luas permukaan 339 m2. Untuk perlindungan terhadap hujan, rangka kabel yang
ada di tepi sepanjang sisi dan belakang menarik membran atap dan sudut sampai ke tepi
panggung. Oleh karena fleksibilitas dan kekuatannya yang tinggi, maka rangka tetap dapat
berada di satu kabel ketika membran digulung dan tidak digunakan.
Gambar. Membran dan rangka pada Carlos Moseley Pavilion Sumber: http://1.bp.blogspot.com/_s5KHAUxyZqw/SwXQN6sS7CI/AAAAAAAAANY/2gltRjty9ow/s1600/ftlcarlos1.jpg
D. Finmeccanica Pavilion, UK
1. Tentang Bangunan
Finmeccanica pavilion ini terletak di Farnborough, Inggris yang dibangun pada tahun 2006 dan
berfungsi sebagai gedung ekshibisi. Finmeccanica awalnya merupakan nama sebuah grup
industri yang beroperasi di bidang dirgantara, pertahanan, dan keamanan.
Gambar. Finmeccanica Pavilion Sumber: http://www.tensinet.com/project_files/4330/ausDSCF1389.jpg
2. Sistem Struktur
Sistem stuktur yang digunakan untuk Finmeccanica Pavilion ini adalah struktur membran yang
termasuk ke dalam struktur pneumatic dengan klasifikasi Air Inflated Structure (Struktur yang
digelembungkan udara). Di mana tekanan udara yang diberikan pada sistem ini hanya pada
space bangunannya. Kemudian, pada elemen struktur ini lebih berkaku sebagai elemen rigid
(kaku), sehingga lebih tahan terhadap tekuk maupun lendutan (momen) dibandingkan dengan
sistem Air Supported Structure. Fasad bangunan dirancang berbentuk lengkung (oval) dengan
sususan 48 bantal membran yang berbentuk grid horizontal dan vertical.
E. The Glens Fall Dome, NY
1. Tentang Bangunan
Bangunan ini terletak di New York yang digunakan sebagai tempat pertandingan musim panas
dari berbagai cabang olahraga seperti baseball, softball, sepak bola, dan sebagainya.
Pertandingan ini berlangsung selama 9 minggu selama musim panas. Dome ini memiliki luas
lahan sekitar 21 hektar termasuk lahan indoor dan outdoor.
Gambar. The Glens Fall Dome Sumber: http://www.glensfallsregion.com/images/dome.jpg
Gambar. Detail struktur membran-pneumatic Sumber: http://www.grisdainese.it/progetti/pneumatic-architecture-finmeccanica-2/?lang=en
2. Sistem Struktur
Sistem struktur bangunan ini menggunakan struktur membran yang termasuk ke dalam struktur
pneumatic dengan klasifikasi Air Supported Structure. Di mana bentuk bangunannya
mengembang seperti tirai yang melingkupi udara bertekanan. Struktur ini disebut juga Anti
Gravity Structures. Tekanan udara dalam struktur harus kontinyu dan konstan. Untuk
pembuatan lubang bukaannya saja harus diperhitungkan terlebih dahulu agar tekanan udara
tidak turun secara mendadak.
Gambar. Detail Interior The Glens Fall Dome Sumber: http://thefarleygroup.com/AdirondackSportsComplexDome/tabid/236/Default.aspx
Gambar. Detail Interior The Glens Fall Dome Sumber: http://thefarleygroup.com/AdirondackSportsComplexDome/tabid/236/Default.aspx
http://id.wikipedia.org/wiki/Stadion_Olimpiade_M%C3%BCnchen
http://www.tensinet.com/database/viewProject/3887.html
http://www.archiexpo.com/prod/canobbio/pneumatic-structures-55251-782228.html
http://thefarleygroup.com/AdirondackSportsComplexDome/tabid/236/Default.aspx