BAB I DASAR TEORI 1.1
SISTEM STRUKTUR BENTANG LEBAR 1. PENGERTIAN STRUKTUR DAN KONSTRUKSI Struktur merupakan sarana untuk menyalurkan beban akibat penggunaan dan atau kehadiran bangunan dalam tanah. Struktur juga dapat didefinisikan sebagai suatu entitas fisik yang memiliki difat keseluruhan yang dapat dipahami sebagai suatu organisasi unsur-unsur pokok yang ditempatkan dalam suatu ruangan yang didalamnya karakter keseluruhan itu mendominasi interelasi bagian-bagiannya (Shodek, 1998:3). Struktur merupakan bagian bangunan yang menyalurkan beban-beban (Macdonals, 2001:1). Struktur dianggap sebagai alat untuk mewujudkan gaya-gaya ekstren menjadi mekanisme pemikulan beban intern untuk menopang dan memperkuat suatu konsep arsitektural (Snyder & Catanese, 1989:259). Konstruksi adalah pembuatan atau rancang bangun serta penyusunan bangunannya. Ervianto :2009, menjelaskan bahwa konstruksi merupakan suatu kegiatan mengolah sumber daya proyek menjadi suatu hasil kegiatan yang berupa bangunan. Dalam artian sederhananya struktur adalah susunannya dan konstruksi adalah penyusunan dari susunan-susunan, sehingga dari pengertian tersebut dapat diambil suatu kesimpulan bahwa konstruksi
mencakup secara keseluruhan bangunan dan bagian
terkecil atau detailnya disebut struktur. Penafsiran yang lebih luas tentang struktur adalah yang didalamnya alat-alat penopang dan metode-metode konstruksi dianggap sebagai factor intrinsic dan penentu bentuk dalam proses perancangan bangunan (Snyder & Catanese, 1989:359). Berdasarkan buku Sistem Bentuk Struktur Bangunan (Frick, 1998:28), struktur dan konstruksi dibedakan berdasarkan fungsinya sebagai berikut: Fungsi konstruksi, mendayagunakan konstruksi dalam hubungannya dengan
daya tahan, masa pakai terhadap gaya-gaya dan tuntutan fisik lainnya. Struktur: menentukan aturan yang mendayagunakan hubungan antara konstruksi dan bentuk. Struktur berpengaruh pada teknik dan estetika. Pada teknik, struktur berpengaruh pada kekukuhan gedung terhadap pengaruh luar maupun bebannya sendiri yang dapat mengakibatkan perubahan bentuk atau robohnya bangunan. Sedangkan estetika dilihat dari segi keindahan gedung
secara integral dan kualitas arsitektural. 2. DEFINISI STRUKTUR BENTANG LEBAR
Bangunan bentang lebar merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan ruang bebas kolom yang selebar dan sepanjang mungkin. Bangunan bentang lebar biasanya digolongkan secara 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 system struktur bentang lebar.
3. GUNA FUNGSI BANGUNAN BENTANG LEBAR Berdasarkan gambar-gambar diatas, bangunan bentang lebar dipergunakan untuk kegiatan-kegiatan yang membutuhkan ruang bebas kolom yang cukupp besar, seperti untuk kegiatan olahraga berupa gedung stadion, pertunjukkan berupa auditorium, dan kegiatan pameran atau gedung exhibition. Struktur bentang lebar memiliki tingkat kerumitan yang berbeda dengan yang lainnya. Kerumitan yang timbul dipengaruhi oleh gaya yang terjadi pada struktur tersebut dan beberapa hal lain yang berbeda. Dalam Shodek,1998, struktur bentang lebar dibagi kedalam beberapa sistem struktur yaitu: a. Struktur Rangka Batang dan rangka Ruang b. Struktur Furnicular, yaitu kabel dan pelengkung c. Struktur Plan dan Grid d. Struktur Membran meliputi Pneumatik dan struktur tent (tenda) dan net (jaring) e. Struktur Cangkang Sedangkan Sutrisno, 1989, membagi ke dalam 2 bagian, yaitu: a. Struktur ruang, yang terdiri atas Konstruksi bangunan petak (struktur rangka batang) dan struktur rangka ruang. b. Struktur permukaan bidang, terdiri atas: Struktur Lipatan Struktur Cangkang Membran dan Struktur Membran Struktur Pneumatik c. Struktur kabel dan jaringan 4. STRUKTUR DAN KONSTRUKSI DITINJAU DARI SEGI ISLAM
Struktur dan konstruksi merupakan suatu bagian dari ilmu arsitektur dengan fungsi seperti yang dikemukakan sebelumnya sebagai pendukung pencapaian bentuk dalam arsitektur. Sebagai sebuah ilmu, merupakan suatu hal yang penting untuk mempelajari dan mendalaminya. Dalam Al-Alaq ayat 1, Allah memerintahkan kita untuk membaca. Ayat ini sudah ditafsirkan dengan berbagai versi yang intinya satu, untuk terus belajar di dalam hidup. Penguasaan struktur dan konstruksi sangat penting, mengingat peranannya sebagai penentu kekuatan bangunan. Bangunan yang lemah, dapat menjadi musibah bagi penghuni yang ada di dalamnya. Apalagi mengingat bentang lebar dengan perkiraan minimal orang yang diwadahi sekitar 2000 orang. Belajar ilmu struktur bentang lebar berarti belajar untuk menghargai hidup orang lain. Bangunan yang kokoh akan memberikan ketenangan bagi orang yang berada di dalamnya. Dengan penguasaan ilmu struktur dan konstruksi, manusia bisa lebih berhemat dan tidak menjadi mubatsir dalam pengaplikasian system struktur dan konstruksinya, guna pemenuhan target kearsitekturalannya. Penguasaan struktur dan konstruksi akan sangat menduukung surat Asy-Syu’araa ayat 128 untuk tidak bermain-main (bermewah-mewah) mendirikan bangunan di tanah tinggi. Selain itu, menjadikan orang untuk tidak takabur. Dalam bentuk struktur, ada strukturu kabel yang dapat membuat rumah seperti rumah laba-laba. Perumpamaan orang-orang mengambil pelindung-pelindung selain Allah adalah seperti laba-laba yang membuat rumah. Dan sesungguhnya yang paling lemah adalah rumah laba-laba kalai mereka mengetahui (Al-Ankabuut 41). Adanya peringatan ini membuat manusia, atau si arsitek tetap sadar bahwa bagaimanapun kuatnya struktur yang dibuat, semua tetap bergantung pada kekuasaan Allah SWT.
I. STRUKTUR RANGKA BATANG dan RANGKA RUANG 1. STRUKTUR RANGKA BATANG Rangka batang adalah susunan elemen-elemen linier yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga sehingga menjadi bentuk rangka yang tidak pernah dapat berubah bentuk bila diberi beban eksternal tanpa adanya perubahan bentuk pada satu atau lebih batangnya. Setiap elemen tersebut dianggap tergabung pada titik hubungannya dengan sambungans endi. Sedangkan batang-batang tersebut dihubungkan sedemikian rupa sehingga semua beban dan reaksi hanya terjadi pada titik hubung. A. PRINSIP UMUM RANGKA BATANG a. Prinsip Dasar Triangulasi Prinsip utama yang mendasari penggunaan rangka batangs ebagai struktur pemikul beban adalah penyusunan elemen menjadi konfigurasi segitiga yang
menghasilkan bentuk stabil. Pada bentuk segiempat atau bujursangkar, bila struktur tersebut diberi beban, makaa akan terjadi deformasi massif dan menjadikan struktur stabil. Bila struktur ini diberi beban, maka akan membentuk suatu mekanisme runtuh (collapse). 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. Pada struktur stabil setiap deformasi yang terjadi relative 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 sua batangnya berubah sangat besar. Pada struktur stabil, gaya eksternal menyebabkan timbulnya gaya pada batangbatangnya, 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 vertical, pada batang tepi atas umumnya timbul gaya tekan, dan pada teppi bawah umumnya tibul gaya tarik. Gaya tarik atau tekan ini dapat timbul pada setiap batang dan mungkin terjadi pola berganti-ganti antara tarik dan tekan. Penekanan pada prinsip struktur rangka batang adalah bahwa struktur hanya dibebani 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 Batang Perilaku gaya-gaya dalam setiap batang pada rangka batang dapat ditentukan dengan menerapkan persamaan dasar kesinambungan . 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. Metode untuk menggambarkan gaya-gaya pada rangka batang kompleks memang garus dianalisis secara matematis agar diperoleh hasil yang benar. B. ANALISA RANGKA BATANG a. Stabilitas Langkah pertama pada alnalisis rangka batang adalah menentukan apakah rangka batang 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 hubungannya. Penting untuk menentukan apakah konfigurasi batang stabil atau t idak. 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 batang bidang, digunakan persamaan yang menghubungakn banyaknya titik hubungan pada rangka batang dengan banyaknya batang yang dieprlukan untuk pencapaian kestabilan. Aspek lain dalam stabilitas adalah bahwa konfigurasi batang dapat digunakan untuk menstabilkan struktur terhadap beban lateral.tinjauan stabilitas sejauh ini beranggapan bahwa semua elemen rangka batang dapat memikul gaya tarik dan tekan dengan sama baiknya. Elemen kabel tidal dapat memenuhi asumsi ini karena kabel melengkung bila dibebani gaya tekan. Ketika pembebanan dating 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 diberi kabel digunakan system kabel silang, dimana satu kabel memikul seluruh gaya horizontal dan kabel lainnya menekuk tanpa menimbulkan bahaya terhadap struktur, maka kestabilan dapat tercapai. b. Gaya Batang Prinsip yang mendasari teknik analisis gaya batang adalah bahwa setiap struktur atau setiap bagian daris etiap struktur harus berada dalam kondisi seimbang. Gaya-gaya batang yang ebkerja pada titik hubung rangka batang pada semua bagian struktur berada dalam keseimbangan. c. Metode Analisis Rangka Batang
Beberapa metode digunakan untuk menganalisa rangka batang. Metode-metode ini pada prinsipnya didasarkan pada prinsip keseimbangan. Metode-metode yang umum digunakaan untuk analisa rangka batang adalah sebagai berikut: Keseimbangan Titik Hubung pada Rangka Batang Pada analisa rangka batangd engan metode titik hubung (joint), rangka batang dianggaps ebagai gabungan batang dan titik hubung. Gaya batang diperoleh dengan meninjau keseimbangan titik-titik hubung. Setiap titik
hubung harus berada dalam keseimbangan Keseimbangan Potongan Prinsip yang mendasari teknik analisis dengan metode ini adalah bahwa setiap bagian dari suatu struktur harus berada dalamkeseimbangan. Dengan demikian, bagiaan 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 danmerupakan dasar untuk analisis dan desain rangka batang dan struktur lainnya. Perbedaan antara kedua metode tersebut adalah dalam peninjauan keseimbangan rotasinya. 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 vertical 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 arahannya 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: ERM = M d. Rangka Batang Statis Tak Tentu Rangka batang statis tak tentu ini tidap dapat dianalisis hanya dengan menggunakan persamaan keseimbangan statika karena kelebihan banyaknya tumpuan atau banyaknya batang yang menjadi variable. Pada struktur statis tak tentu, keseimbangan translasional dan rotasional 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 : Kabel Selain elemen batang yang sudah dibahas, ada elemen kabel yang berguna hanya untuk memikul gaya tarik. Secara fisik, elemen ini biasanya berupa batang baja berpenampang kecil atau kabel terjalin. Elemen ini tidak mampu memikul beban tekan, tetapi sering digunakan bila hasil analisis diketahui sering memikul beban tarik. Elemen yang hanya memikul beban tarik dapat mempunyai penampang melintang yang jauh lebih kecil disbanding dengan memikul beban tekan. f. Rangka Batang Ruang Kestabilan 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. Prinsipprinsip 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 actual sedemikian rupa sehingga ujung-ujung batang tidak bebas berotasi, maka momen lentur local 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 hubunga 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 hubungan yang kaku biasanya tidak akan mempengaruhi pembentukan akhir dari rangka batang. C. DESAIN RANGKA BATANG a. Tujuan
Kriteria yang digunakan untuk merancang juga menjadi sangat bervariasi. Ada beberapa tujuan yang menjadi kriteria dalam desain rangka batang, yaitu: 1) Efisiensi Struktural Tujuan efisiensi structural biasa digunakan dan diwujudkan dalan suatu prosedur desain, yaitu untuk meminimumkan jumlah bahan yang digunakan dalam rangka batang untuk memikul pembebanan pada bentang yang ditentukan. Tinggi rangka batang merupakan variable penting dalan meminimumkan persyaratan volume material, dan mempengaruhi desain elemennya. 2) Efisiensi Pelaksanaan (Konstruksi) Alternative 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 titikk hubung menjadi lebih mudah dibandingkan bila batang-batang yang digunakan berbeda. b. Konfigurasi Konfigurasi eksternal selalu berubah-ubah, begitu pula pola internalnya. Konfigurasi-konfigurasi ini dipengaruhi oleh factor eksternal, tinjauan structural maupun konstruksi. Masing-masing konfigurasi mempunyai tujuan yang berbeda. Beberapa hal yang menjadi bahasan penting dalam konfigurasi rangka batang adalah: 1) Factor eksternal, factor yang bukan menjadi hal utama dalam menentukan konfigurasi rangka batang. Namun factor ini dapat mempengaruhi bentukbentuk yang terjadi. 2) Bentuk-bentuk dasar, ditinjau dari segi structural 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 dikedua ujung dan semakin mengecil ke tengah. 3) Rangka Batang Sejajar, rangka batang dengan batang tepi sejajar, menahan momen eksternal terutama oleh batang-batang tepi atas dan bawah. Gaya geser eksternal akan dipikul oleh batang diagonal karena batang-batang tepi berarah horizontal dan tidak mempunyai kontribusi dalam menahan gaya arah
vertical. Gaya-gaya pada diagonal umumnya bervariasi mengikuti variasi gaya geser dan pada akhirnya menentukan desain batang. 4) Rangka batang Funicular, rangka yang batangnya dibentuk secara funicular menunjukkan bahwa secara konsep, batang nol dapat dihilangkan hingga terbentuk konfigurasi bukan segitiga tanpa mengubah kemampuan struktur dalam memikul beban rencana. Batang-batang tertentu yang tersusun disepanjang garis bentuk funicular untuk pembebanan yang ada merupakan transfer beban eksterna. Ke tumpuan. Batang-batang lain adalah batang nol yang terutama berfungsi sebagai brancing. Tinggi relative pada struktur ini merupakan fungsi beban dan lokasinya. c. Tinggi rangka Batang Penentuan tinggi optimum yang meminimumkan volume total rangka batang umumnya dilakukan dengan proses optimasi. Proses optimasi ini membuktikan bahwa rangka batang yang relative tinggi terhadap bentangnya merupakan bentuk yang efisien dibandingkan dengan rangka batang yang relative tidak tinggi. Sudut-sudut yang dibentuk oleh batang diagonal dengan garis horizontal pada umumnya berkisar antara 300-600 dimana sudut 45° biasanya merupakan sudut ideal. d. Masalah-Masalah pada Desain Elemen Beberapa permasalahan yang umumnya timbul pada desain elemen menyangkut factor-faktor yang diuraikan berikut ini 1) Beban Kritis, pada 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 dan batang tekan. Untuk batang tekan, harus diperhitungkan 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 relative pendek, maka tekuk bukan merupakan masalah sehingga luas penampang melintang hanya bergantung langsung pada besar gaya yang terlibat dan tegangan ijin material, dan juga tidak bergantung pada panjang batang tersebut. 3) Batang berukuran konstan dan/atau tidak konstan, bila 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 dikombinaiskan dengan bagian-bagian kecil sebagai tambahan luas penampang yang hanya dipakai pada segmen-segmen yang memerlukan. 4) Pengaruuh tekuk terhadap pola, ketergantungan kapasitas pikul beban suatu batang tekan pada panjangnya serta tujuan desain agar batang tekan tersebut relative lebih pendek seringkali mempengaruhi pola segitiga yang digunakan. 5) Pengaruh tekuk lateral pada desain batang dan susunan batang, jika rangka berdiri bebas, 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 Bidan Dan Rangka Batang Ruang Rangka 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 disbandingkan dengan sederetan rangka batangruang (tiga dimensi). Sebaliknya, konfigurasi tiga dimensi seringkali terbukti lebih efisien dibandingkan beberapa rangka batang yang digunakan untuk membentuk system dua arah. Tangka 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. RANGKA RUANG ( space frame ) Dari sekian banyak sistem struktur, Rangka Ruang (space frame) merupakan salah satu sistem yang sering diterapkan pada bangunan pencakar langit. Space frame terdiri dari susunan tiga dimensi dari batang-batang lurus. Batang-batang space frame bisa kaku atau dihubungkan dengan sendi, atau dapat pula berupa gabungan antara keduanya. Dalam suatu sistem sambungan sendi, beban yang terjadi kesambungan dari berbagai arah akan dilawan secara aksial. Lentur dihasilkan oleh efek scunder. Space frame adalah struktur paling kaku yang menggunakan bahan paling sedikit karena batang-batang bereaksi langsung terhadap beban. Space frame terutama digunakan sebagai sistem bentang panjang untuk rangka atap di mana diperlukan ruang bebas antar kolom yang besar (gelanggang renang,
pabrik, bangsal pertemuan, dll). Space frame juga sering digunakan untuk menara transmisi listrik dan kubah geodesi dengan perakitan ganda. Space frame dapat berfungsi pada bangunan tinggi, ia bisa menggantikan batang/komponen standar konevensional seperti dinding, balok dan lantai. Vehicle Assembly Building di Cape Kennedy, Florida, yang dirancang oleh Arsitek Max O. Urban (Wolgang Schueller: Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi), menggunakan jenis konstruksi space frame untuk pertama sekalinya pada bangunan ini. Bangunan Vechile Assembly Building ini merupakan terbesar di dunia dalam volume yang dilingkup olehnya: tinggi setara dengan pencakar langit 50 lantai, dan demikian besar sehingga kadang-kadang awan mengembun di dalamnya dan hujan turun. Bangunan ini terdiri dari tiga menara yang merupakan kantilever vertikal yang melawan gaya-gaya lateral. Susunan dalam denah (tampak atasnya) seperti huruf “E” yang saling membelakangi. Dengan cara yang sama, Afred T. Swenson merencanakan kantor-apartemen 150 lantai. Rangka ruang eksternal ini memikul 100 persen dari beban gravitasi dan 65 persen dari baja struktur pada keliling bangunan, suatu langkah yang amat perlu untuk mengimbangi persoalan guling oleh angin terhadap struktur yang demikian tinggi. Pipa-pipa di bagian dasar bangunan berdiameter 4 (empat) inci dengan ketebalan dinding pipa 1,5 inci. Yang sangat menarik di sini, ialah pada bagian pipa yang kosong diisi air yang mengalir mengikuti prinsip gravitasi ketika terjadi kebakaran sehingga mengendalikan suhu di dalam struktur space frame.
Sumber: Ariestadi, Dian, 2008, Teknik Struktur Bangunan Jilid 2 untuk SMK, Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, h. 181-193. II.
STRUKTUR CANGKANG Cangkang 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 dari kurva yang diputar terhadap satu sumbu (misalnya, permukaan bola, elips, kerucut, parabola). Bentuk cangkang tidak selalu harus memenuhi persamaan matematis sederhana. Segala bentuk cangkang mungkin saja digunakan untuk suatu struktur. Bagaimapun, tinjauan konstruksional mungkin akan membatasi hal ini. Beban-beban yang bekerja pada permukaan cangkang diteruskan ketanah dengan menimbulkan tegangan geser, tarik dan tekan pada arah dalam bbidang(in-plane) permukaan tersebut. Tipisnya permukaan cangkang menyebabkan tidak adnya tahanan momen yang berarti , struktur cangkang tipis cocoknya digunakan untuk memikul beban terbagi merata pada atap gedung. Struktur ini tidak cocok untuk memikul beban terpusat. Struktur kubah Masjid yang ada di sekitar kita adalah contoh yang paling umum dari salah satu jenis struktur cangkang. Banyak bangunan mempergunakan struktur cangkang, seperti struktur bangunan Keong Mas, struktur atap gedung DPR-MPR RI dan lain-lainnya. Yang dimaksud dengan Struktur Cangkang adalah bentuk structural tiga dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai permukaan lengkung. Permukaan cangkang dapat mempunyai sembarang bentuk. Bentuk yang paling umum adalah permukaan yang berasal dari kurva yang diputar terhadap satu sumbu (misalnya, permukaan bola, elips, kerucut, dan parabola). Struktur cangkang ini akan sangat kuat untuk memikul beban terbagi rata, telur juga merupakan suatu struktur cangkang, misalnya, apabila saudara mengenggam telur ayam dengan kedua telapak tangan, coba tekan dengan sekuat tenaga, telur yang kulitnya begitu tipis itu tidak akan pecah. Tetapi struktur cangkang tidak kuat menahan beban terpusat, misalnya, saudara bisa saja mebenturkan benda padat ke salah satu titik sisi telur, maka dengan begitu mudah telur itu akan pecah. Schodek(1991) dalam bukunya banyak membahas tentang perilaku teknis struktur cangkang, mulai dari Beban-beban dan gaya-gaya kerja sampai dengan asal muasal struktur cangkang. Adapun beban-beban yang bekerja pada permukaan 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 tahanan momen yang cukup berarti. Struktur cangkang tipis khususnya cocok digunakan untk memikul beban terbagi rata pada atap gedung. Struktur ini tidak cocok untuk memikul beban terpusat. Sebagai akibat cara elemen struktur ini memikul beban dalam-bidang (terutama dengan cara tarik dantekan), struktur cangkang dapat dibuat sangat tipis dan mempunyai
bentang relatif besar. Perbandingan bentang-tebal sebesar 400 atau 500 dapat saja digunakan, misalnya tebal 3 in (8 cm) mungkin saja digunakan untuk kubah yang berbentang 100 sampai 125 ft (30 sampai 38 meter). Cangkang demikian tipis ini menggunakan material yang relatif baru dikembangkan, misalnya beton bertulang yang didesain khusus untuk membuat permukaan cangkang. Bentuk-bentuk tiga dimensional juga dapat dibuat dari batang-batang kaku dan pendek. Struktur demikian baru ini pertama kali digunakan pada abab XIX.Kubah Schwedler, yang terdiri atas jarring-jaring batang bersendi tak teratur, misalnya, diperkenakan 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-bantang yang diletakkan pada kurva yang dibentuk oleh garis membujur dan melintang dari suatu permukaan putar. Banyak kubah besar di dunia yang menggunakan cara demikian. Untuk menghindari kesulitan konstruksi yang ditimbulkan dari penggunaan batangbatang yang berbeda dalam membentuk permukaan cangkang, kita dapat menggunakan caracara lain yang menggunakan batang-batang yang panjangnya sama. Salah satu di antaranya 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 terbatas. Icosohedron bola, misalnya, terdiri atas 20 segitiga yang dibentuk dengan menghubungkan lingkaran-lingkaran besar yang mengelilingi bola. Bentuk-bentuk lain yang bukan merupakan permukaan putaran juga dapat dibuat dengan menggunakan elemen-elemen batang. Beberapa diantaranya adalah atap barrel ber rib dan atap lamella yang terbuat dari grid miring seperti pelengkung yang membentuk elemenelemen diskret. Bentuk yang disebut terakhir ini dari meterial kayu sangat banyak dijumpai, tetapi baja maupun beton bertulang juga dapat digunakan. Dengan demikian sistem lamella, kita akan dapat mempunyai bentang yang saangat besar.
Si Cangkang Telur yg Menginspirasi Struktur Shell
Tegangan- tegangan membrane yang terjadi sedemikian kecil sehingga dalam kasus Sydney Opera House, ketebalan kulit kerang ditentukan oleh gangguan- gangguan lentur perbatasan, meskipun demikian tegangan- Momen tahanan internal = momen eksternal Resultan gaya melingkar tekan Gambar 14. Regangan dan tegangan yang terjadi pada tumpuan atap. Penebalan pada kaki 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. III.
STRUKTUR KABEL Definisi Struktur kabel adalah struktur yang mengalami gaya tarik akibat pembebanan baik dari dalam maupun dari luar 1. Prinsip Menarik beban (mengalami gaya tarik) Pokok – pokok permasalahan 2. Kelemahan : - Hanya mengalami gaya tarik, tidak mampu menahan gaya tekan. - Mudah mengalami deformasi (perubahan bentuk) Solusi: Untuk deformasi semi permanen (melendut) dengan menguatkan gaya tarik pada kedua ujung kabel. Untuk deformasi permanen (putus) dengan penarikan jung kabel
dengan kekuatan tarik yang seimbang untuk menghindari perbedaan beban tarik yang besar. 3. Kelebihan : - Low cost - Efisiensi waktu - Bahan lebih ringan 4. Klasifikasi/ jenis struktur Berdasarkan desain - Sistem kabel sederhana : mempunyai bentang sangat besar - Struktur kabel ganda : terdiri atas dua pasang kabel struktur dan elemen tekan / tarik yang berperan bersama dalam memikul gaya eksternal. - Cable stayed stucture : mempunyai sederetan kabel linier dan memikul elemen horizontal kaku. Ada 3 jenis : - Struktur berkelengkungan tunggal - Struktur berkelengkungan ganda - Struktur kabel ganda Berdasarkan bahan: - Kabel baja ringan - Kabel berkekuatan tinggi (baja karbon) - Kabel baja stainless - Polyester/ serabut aramid Sistem Kabel Struktur kabel yang mengalami beban eksternal akan mengalami deformasi yang bergantung pada besar dan lokasi beban eksternal. Bentuk yang didapat khusus untuk beban itu adalah bentuk funicular (sebutan bahasa Latin yang berarti 'tali'). Hanya gaya tarik yang timbul pada kabel. Dengan membalik bentuk struktur yang diperoleh tersebut, kita akan mendapatkan struktur baru yang benar-benar analog dengan struktur kabel, hanya sekarang yang dialami adalah gaya tekan. Secara teoritis, bentuk yang terakhir ini dapat diperoleh dengan menumpuk elemen-elemen yang dihubungkan secara tidak kaku (rantai tekan) dan struktur yang diperoleh akan stabil.
Akan tetapi sedikit variasi pada beban akan berarti bahwa strukturnya tidak lagi merupakan bentuk funicular, sehingga akan timbul momen lentur dan gaya geser akibat beban yang baru tersebut. Beberapa prinsip sistem kabel dan penyaluran beban dapat ditunjukkan pada gambargambar di bawah ini:
Gambar 1. Aksi dan reaksi pada sistem kabel
Gambar 2. Penyaluran beban pada sistem kabel
Gambar 3. Variasi pembebanan pada sistem struktur kabel Hal terpenting dan mendasar dalam mempelajari sistem kabel adalah pengetahuan tentang kurva atau kumpulan segmen elemen-garis-lurus yang membentuk funicular untuk pembebanan yang diberikan. Secara alami, bentuk funicular akan diperoleh apabilakabel yang bebas berubah bentuk ketika dibebani. Kabel yang berpenampang melintang konstan dan hanya memikul berat sendirinya akan mempunyai bentuk catenary (Gambar 2). Kabel yang memikul beban vertikal yang terdistribusi secara horizontal di sepanjang kabel, seperti beban utama pada jembatan gantung yang memikul dek horizontal, akan mempunyai bentuk
parabola. Kabel yang memikul beban terpusat (dengan mengabaikan berat sendirinya), akan mempunyai bentuk segmen-segmen garis lurus(Gambar 2). Kombinasi berbagai beban akan memberikan bentuk kombinasi dimana beban terbesar akan memberikan bentuk yang dominan.
Gambar 4. Contoh bangunan dengan pemakaian sistem struktur kabel Kabel adalah elemen struktur fleksibel (Gambar 3). Bentuknya sangat bergantung dari besar dan perilaku beban yang bekerja padanya. Apabila kabel ditarik pada kedua ujungnya saja, maka bentuknya akan lurus. Jenis kabel demikian disebut tie-rod. Jika kabel digunakan pada bentang antara dua titik dan memikul beban titik eksternal, maka bentuk kabel akan berupa segmen-segmen garis (Gambar 1). Jika yang dipikul beban terbagi, maka kabel akan mempunyai bentuk lengkung. Berat sendiri kabel dapat menyebabkan bentuk lengkung tersebut. Ada hubungan yang cukup erat antara bentuk kabel dengan bentuk pelengkung. Jika bebannya sama, bentuk kabel akiba beban tersebut akan sama dengan bentuk pelengkung
yang memikul beban sama tersebut. Bentuk yang satu merupakan inversi bentuk yang lain. Apabila terjadi tarik pada kabel, maka pada pelengkung terjadi tekan. Kabel dapat digunakan pada bentang yang sangat panjang. Biasanya kabel digunakan pada jembatan yang memikul dek jalan raya beserta lalu lintas di atasnya. Karena beban lalu lintas selalu menyebabkan kabel utama mengalami perubahan bentuk karena berubahubahnya posisi beban, maka dek jembatan dibuat kaku sehingga permukaan jalan pada dasarnya tetap datar, dan beban yang diterima oleh kabel pada dasarnya konstan. Kabel juga dapat dipakai untuk memikul permukaan atap pada gedung, khususnya pada situasi bentang besar (Gambar 4)
IV.
STRUKTUR MEMBRAN ·
Definisi Struktur membran adalah sebuah struktur yang mempunyai permukaan fleksibel tipis
yang memikul beban terutama melalui proses tegangan tarik. Prinsip - Selalu mengalami gaya tarik - Memerlukan struktur lain untuk mempertahankan bentuk permukaanya, yaitu: > Rangka penumpu dalam yang kaku > Prategang pada permukaan yang memberikan gaya eksternal yang menarik membrane (jika bentuknya lembaran) > Tekanan internal (apabila bentuknya volume tetutup (pneumatic) Pokok – pokok permasalahan Kelemahan : - Sangat peka terhadap efek aerodinamika sehingga mudah mengalami getaran - Tidak dapat menahan beban vertikal Kelebihan - Struktur ini bisa digunakan untuk membuat bentukan – bentukan mulai dari yang sederhana sampai yang kompleks, contoh: seperti permukaan bola - Struktur ini sifatnya ringan sehingga tidak memberatkan bangunan, contoh: tenda - Sangat cocok untuk bangunan yang tidak permanen atau semi permanen - Bisa untuk bentang yang lebar Klasifikasi Berdasarkan tegangan tarik yang dapat dilakukan dengan system prategang - Membran berbentuk bidang pelana - Membran berbentuk bidang kerucut dengan setengah tiang tenda - Membran yang dikombinasikan secara bebas dengan hasil tenda gergaji atau atap gantungan Berdasarkan penopangnya - Kabel, contoh: struktur tenda - Udara, contoh: struktur pneumatis Pembahasan sistem struktur tenda biasanya dimasukkan ke dalam kelompok struktur membran, bersama dengan dua jenis struktur yang lain, yaitu pneumatis dan jaring. Membran
adalah struktur permukaan yang fleksibel dan tipis yang memikul beban dengan mengalami terutama tegangan tarik. Gelembung sabun adalah contoh klasik yang dapat dipakai untuk mengilustrasikan apakah struktur membran itu dan bagaimana perilakunya. Struktur membran cenderung dapat menyesuaikan diri dengan cara struktur tersebut dibebani. Selain itu, struktur ini sangat peka terhadap efek aerodinamika dari angin. Efek ini dapat menyebabkan terjadinya fluttering (getaran). Dengan demikian, membran yang digunakan pada gedung harus distabilkan dengan cara tertentu hingga bentuknya dapat tetap
dipertahankan
pada
saat
memikul
berbagai
kondisi
pembebanan.
Terdapat beberapa cara dasar untuk menstabilkan membran. Rangka penumpu dalam yang kaku, misalnya, dapat digunakan, atau dapat juga penstabilan dengan menggunakan prategang pada permukaan membran. Hal ini dapat dilakukan baik dengan memberikan gaya eksternal yang menarik membran, maupun dengan menggunakan tekanan internal apabila membrannya berbentuk volume tertutup. Contoh pemberian pra-tegang yang menggunakan gaya eksternal adalah struktur tenda. Akan tetapi ada pula tenda yang tidak mempunyai permukaan yang benar-benar ditarik oleh kabel sehingga dapat bergerak apabila dibebani. Sekalipun dapat memikul beban angin normal, banyak permukaan tenda yang dapat bergetar sebagai akibat efek aerodinamika dari angin kencang. Karena itulah tenda banyak digunakan sebagai struktur sementara, bukan sebagai struktur permanen. Sekalipun demikian, kita dapat memberi pra-tegang pada membran dengan memberikan gaya jacking yang cukup untuk menegangkan membran pada berbagai kondisi pembebanan. Biasanya, membran itu diberi tegangan dalam arah tegak lurus di seluruh permukaannya.
Struktur Membran Rangka Kaku Margo City
Gambar 1. Struktur tenda pada Olympia Stadium di Muenchen, Jerman V.
STRUKTUR PNEUMATIK
Struktur Pneumatik adalah suatu sistem struktur yang memperoleh kestabilannya dari tekanan internal yang lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan eksternal. Media yang digunakan dapat bermacam-macam, diantaranya zat cair, busa atau butiran. Namun yang paling banyak digunakan adalah media gas atau udara. Prinsip ini berlaku seperti pada balon udara, dimana tekanan udara internal di dalam balon lebih tinggi dibandingkan tekanan udara di luarnya. Keberhasilan penerapan pada sarana transportasi mendorong orang untuk menerapkannya pula pada bangunan arsitektural. Pelopornya adalah seorang engineer Inggris Sir William Lanchester dengan desain field hospitalnya pada tahun 1917. Karakter dari struktur pneumatik adalah murah dalam investasi awal, cepat pembangunannya dan ringan bobotnya karena material utamanya adalah lembaran kain dengan tebal tidak lebih data 0,5 mm. Penerapan struktur pneumatik di Indonesia, khususnya untuk bangunan arsitektural hingga saat ini belum banyak dilakukan. Kendala yang dihadapi adalah jenis struktur ini masih kurang populer yang diikuti dengan kurangnya nara sumber serta belum adanya peraturan-peraturan yang khusus mengatur pembangunan menggunakan struktur pneumatik. Padahal dari banyak sisi, Indonesia sebenarnya merupakan lahan yang subur bagi pengembangan struktur pneumatik. Rehm tropis di Indonesia rnemungkinkan bangunan terbebas dari beban salju yang merupakan musuh utama struktur pneumatik. Selain itu di Indonesia banyak event yang pengadaannya berkesesuaian dengan karakter struktur pneumatik. Pengadaan material utama bangunan berupa kain 1)cl-lapis PVC juga sudah bukan merupakan barang baru di industri pertekstilan Indonesia. Tujuan utama dari makalah ini adalah memperkenalkan struktur pneumatik sebagai salah satu altematif struktur non konvensional yang dapat digunakan di Indonesia untuk mengatasi masalah-masalah yang berkaitan dengan kecepatan membangun, kemudahan dalam transportasi dan harga yang bersaing, khususnya dalam kazanah struktur bentang lebar. Untuk itu dipilih dua kasus uji yang mewakili jenis-jenis utama struktur pneumatik yaitu struktur pneumatik lapisan ganda yang didukung udara serta struktur pneumatik tabung yang digelembungkan udara. Sistem pertama memiliki keunggulan dalam lebar bentangan sementara sistem kedua memiliki keunggulan pada fleksibilitas ruang dan bukaan. Pembahasan mengenai detail eara pembuatan, penyimpanan, transportasi, proses ereksi serta pembongkaran di lokasi juga disertakan, dengan harapan dapat lebih memberikan gambaran bagaimana bangunan pneumatik dapat diproduksi di Indonesia.
Contoh bangunan berkonstruksi pneumatik
VI.
Bagan Pembagian Jenis Struktur Membran
STRUKTUR LIPAT Struktur bidang lipat merupakan bentuk struktur yang memiliki kekuatan satu arah yang diperbesar dengan menghilangkan permukaan pelanar sama sekali dan membuat deformasi besar pada plat sehingga tinggi struktural pelat semakin besar. Karakteristik suatu struktur bidang lipat adalah masing-masing elemen plat berukuran relatif rata (merupakan sederetan elemen tipis yang saling dihubungkan sepajang tepinya ) Struktur bidang lipat akan mengusahakan sebanyak mungkin material terletak jauh dari bidang tengah struktur. Elemen pelat lipat ini mempunyai kapasitas pikul beban besar hanya jika tekuk lateral daerah yang tertekan dapat dicegah sehingga daerah tekan pada setiap pelat akan selalu dapat dikekang pelat sebelahnya. Bentuk bidang pelat mempunyai kekuatan yang lebih besar dari bidang pelat datar karena momen energinya lebih besar. Gaya-gaya yang bekerja pada bidang lipat Sistem struktur bidang lipat pada umumnya berfungsi sebagai atap. Gaya-gaya yang timbul pada sistem struktur ini : -
Gaya/beban mati dan strukturnya sendiri
-
Gaya/beban hidup lebih banyak diakibatkan beban air hujan dan angin
-
Gaya/beban lain.
STUDI KASUS 1.1 KONSEP ARSITEKTUR 2.2.2 Analisa Fungsi Bangunan
Nama Bangunan Kota
: Bandar Udara Internasional Changi Singapura : Changi, Singapura
Dibangun Jenis Bandara Kategori
: 29 Juli 1981 : Komersial : A
Bandar Udara Internasional Changi Singapura
Bandar Udara Internasional Changi Singapura adalah bandara internasional yang melayani Singapura. Bandara ini terletak di daerah Changi di bagian ujung timur pulau Singapura dan merupakan salah satu fasilitas penerbangan terbaik di Asia dan dunia. Bandara ini dikelola oleh Otoritas Penerbangan Sipil Singapura (CAAS). Bandara Changi juga merupakan pangkalan Singapore Airlines, SilkAir, Valuair, dan Tiger Airways. Pada tahun 2004, jumlah penumpang di Changi sebanyak 30,4 juta orang dan kargo yang dilayani sebesar 1,78 juta ton. Hingga saat ini Bandara Changi memiliki dua terminal dan yang ketiga direncanakan dibuka pada 2008.
Terminal menuju pesawat bandara
parkir pesawat
landasan
pacu
SEJARAH
Bandar Changi dibuka pada 29 Desember 1981. Pembangunannya bermula dari kepadatan di Bandara Paya Lebar yang merupakan bandara ke-tiga di Singapura setelah Bandara Kallang dan Bandara Seletar. Sebelumnya, ada pilihan
perluasan bandara di Paya Lebar, namun ide tersebut tidak disetujui karena Paya Lebar terletak di daerah urban dan bisa meningkatkan kebisingan. Pemilihan lokasi sekarang berdasarkan jika dibangun di ujung pulau, maka perluasan bisa dilakukan dengan reklamasi dan pesawat terbang pun akan terbang lewat laut sehingga mengurangi kebisingan.
PERKEMBANGAN
Gedung Bandara Changi
Bandara ini mengalami perkembangan yang sangat menonjol. Pada tahun 2005, Bandara Changi Singapura dapat menampung 32,43 juta penumpang, yang naik sebesar 7% dari tahun sebelumnya. Ini membuatnya menjadi bandara tersibuk ke-26 di dunia dan ke-6 di Asia diukur dari kepadatan penumpang. Dana sebesar S$1,75 milyar telah dikeluarkan untuk pembangunan Terminal 3. Sedangkan dana sebesar S$240 juta sudah disiapkan untuk merenovasi Terminal 1 dan Terminal 2, dimana Terminal 2 baru saja selesai direnovasi. Pada tahun ini, Bandara Changi sudah berhasil membuat dua terminal baru, yaitu Terminal CIP yang diberi nama Jetquay dan Budget Terminal.
PENGHARGAAN Meskipun bangunan terminal sudah terhitung cukup tua, bandara Changi Singapura tetap dirawat baik. Baru-baru ini saja, Bandara Internasional Changi Singapura memenangkan penghargaan Airport of the Year 2006 oleh Skytrax. Bandara ini berhasil mengalahkan saingan ketatnya, Bandara Internasional Hong Kong, yang memenangkan penghargaan tersebut sebanyak 5 kali berturut-turut, dari tahun 2001-2005, dimana saat itu Bandara Changi Singapura hanya berhasil menjadi runner-up.
MASKAPAI Terminal 1 A Terminal Bandara Changi Singapura tertua beroperasi sebagai satu-satunya terminal dari pembukaan pada 1 Juli 1981 sampai pembukaan Terminal 2 sembilan tahun kemudian. Dikonfigurasi dalam tata letak H-dibentuk untuk memaksimalkan jumlah aerobridges yang dapat dibangun, itu menjalani dua karya upgrade besar selama masa pakainya. Sebuah perbaikan besar selesai pada tahun 1995 dengan biaya S $ 170 juta dan bekerja untuk memperpanjang dua dermaga untuk menambahkan 14 aerobridges dengan biaya S $ 420,000,000 berlangsung dari 1996 hingga 1999. Hari ini, meliputi terminal seluas 280.020 m² dan dapat menampung kapasitas penumpang maksimal 21 juta penumpang per tahun. Terminal 2 Terminal 2 dibuka pada 22 November 1990 sebagai bagian dari Tahap II di bandara induk asli. Menerapkan konfigurasi linier sejajar dengan landasan pacu, terletak bersebelahan dengan Terminal 1 ke arah selatan, dan digembar-gemborkan pembukaan sistem Skytrain asli menghubungkan dua terminal melalui sisi darat tersebut. Seluruh penerbangan Singapore Airlines dan SilkAir pindah ke terminal baru ketika dibuka, bersama dengan beberapa operator di Asia Tenggara termasuk Malaysia Airlines , Philippine Airlines dan Royal Brunei Airlines .Mereka bergabung dengan beberapa maskapai, beberapa di antaranya sekutu ke Singapura Airlines, khususnya Lufthansa , baik sesama Star Alliance anggota. Air France adalah mantan pengguna sebelum pindah kembali ke Terminal 1. mantan pengguna lainnya termasuk Air Canada dan Airlines Austria , yang berhenti beroperasi untuk Changi pada bulan Oktober 2006. Etihad Airways merupakan maskapai terbaru untuk beroperasi dari Terminal 2 ketika memulai penerbangan pada bulan September 2007. All Nippon Airways pindah ke Terminal 2 mulai 1 Oktober 2008. Sekarang Singapore Airlines penerbangan berangkat untuk Asia Tenggara, India Subcontinent, Timur Tengah dan Afrika menggunakan terminal ini. Terminal 2 dibagi menjadi empat bagian dengan gerbang nomor membawa surat dari bagian mereka. Terminal host sebuah bioskop dan Burger King serta banyaknya jumlah toko. The centrepiece is the indoor garden. tengahnya adalah taman indoor. Terminal ini juga memiliki outdoor taman atap dan bagian teknologi menampilkan dunia terbesar di layar plasma . Karpet berwarna hijau dan gerbang informasi yang ditampilkan pada layar LCD . Pemeriksaan keamanan harus diselesaikan sebelum memasuki gerbang. Terminal 2 rumah kantor-kantor Biro Investigasi Kecelakaan Udara Singapura. Terminal 3 Terminal 3 merupakan terminal terbaru yang mulai beroperasi pada tanggal 9 Januari 2008, dengan desain lebih modern daripada kedua terminal sebelumnya dan memiliki beberapa fasilitas seperti Hard Rock Cafe, Butik BVLGARI, Gucci, Hermes, pusat makanan, Crowne Hotel, taman kupu-kupu dan bioskop mini. Beberapa maskapai berada di Terminal 3 ini, diantaranya: Singapore Airlines, China Eastern Airlines, Jet Airways, Qatar
Ikhtisar Jenis Komersial bandara Pengelol CAAS a Dibuka
1 Juli 1981
Kota Singapura terdekat Jarak ke 20 km pusat kota
Airways dan United Airlines.Garuda Indonesia mulai 22 Februari 2011 memindahkan operasionalnya ke terminal ini, dari Terminal 2. Terminal 4 Singapore Kementerian Transportasi sedang mengerjakan sebuah rencana induk di Terminal 4. Penerbangan ahli memperkirakan terminal akan dibangun di tahun-tahun berikutnya 10 sampai 15, meskipun pemerintah belum merilis rincian lebih lanjut tentang proyek ini.
Pemeliharaan Pesawat Lima hanggar fasilitas rumah untuk menyediakan Koordin 01°21′23″LU,103°59′2 perawatan pesawat dukungan oleh SIA Engineering at 8″BT Company dan Jasa Perusahaan Penerbangan ST . Hal ini Wilayah 13 km² mencakup 20.000 m 2(215.300 sq ft)-bebas hanggar kolom yang terbesar di dunia saat dibuka pada tahun IAT SI ICAO WSSS 1981 A N Konstruksi Bandara adalah salah satu proyek pembangunan tunggal terbesar dalam sejarah Singapura. Dipimpin oleh ketua PSA Howe Yoon Chong , reklamasi tanah-karya yang melibatkan lebih dari 52.000.000 meter persegi (559700000 sq ft) dari TPA dan seafill mulai pada bulan Juni 1975, bahkan sebagai bandara di Paya Lebar masih di tengah-tengah karya ekspansi. Sekitar 2 km 2 (0,77 mil ²) tanah rawa dibersihkan dan diisi dengan 12.000.000 m 2 (129.200.000 sq ft) bumi dari bukit-bukit terdekat, sementara yang lain 40.000.000 m 2 (430.600.000 sq ft) pasir dari dasar laut digunakan untukmengambil kembali tanah mereka . Kontraktor adalah PentaOcean Konstruksi ,sebuah perusahaan konstruksi Jepang yang terlibat langsung dalam berbagai proyek reklamasi tanah di Singapura. Kanal dibangun untuk mengalirkan air dari tiga sungai, Sungei Tanah Merah Besar, Sungei Ayer Gemuroh dan Sungei Mata Ikan. Dari jumlah ini, TPA menyumbang 2 km 2 (0,77 mil ²), sedangkan seafill diwakili 6,7 km 2 (2.6 mil ²). Konstruksi juga hancur 558 bangunan, exhuming sekitar 4.100 kuburan, sebuah 38,1 cm (15 in) gun emplacement di Changi, dan mengalihkan tiga aliran ke sisi barat mantanAngkatan Udara Royal landasan pacu, yang akan digunakan untuk 4.000 baru meter (13.123 kaki) landasan pacu. Semua karya telah selesai pada bulan Mei 1977. Dari tahun 1977 sampai 1979, itu digunakan untuk tumpukan-drive di dasar Terminal 1 dan bangunan lainnya. batu fondasi untuk Terminal 1 dibaringkan pada bulan Agustus 1979. 78 m (256 ft) tinggi menara kontrol dibangun di atas tanah reklamasi, dengan desain yang menjadi ikon untuk bandara. Nama asli dari menara kontrol adalah "Airtropolis", tetapi jarang digunakan. Kolom-bebas hanggar dengan luas hampir sama besar dengan Padangbisa menggelar tiga Boeing 747 . Atapnya dibangun di Batam , dan dikirim ke Singapura dalam empat bagian terpisah oleh tongkang. Sebuah khusus dermaga dibangun di pantai untuk mendapatkan bahan bakar dari Kepulauan Barat oleh pengiriman sekeliling pantai. Bahan bakar dipompa untuk satu mil ke stasiun bahan bakar bandara dijalankan oleh enam perusahaan minyak di sekeliling utara-timur. Saluran pipa kemudian mengarah ke semua teluk parkir melalui beberapa pipa 5 m (16 kaki) di bawah permukaan tanah.
Bandara ini memiliki 5 terminal yaitu T1, T2, T3, JetQuay CIP Terminal dan Terminal Anggaran, dengan kapasitas total 73 juta. Terminal 1, 2 dan 3 secara langsung dihubungkan dengan daerah transit umum. Transportasi di dalam dan antara ketiga terminal disediakan oleh penggerak orang dan sistem Skytrain, namun berjalan kaki di bawah juga bisa. JetQuay terletak di samping terminal 2, memiliki fasilitas check-in untuk penumpang premium dan transportasi ke pesawat di salah satu terminal lain dengan kereta pribadi. Di terminal 2 mereka menerapkan konfigurasi linier sejajar dengan landasan pacu, terletak bersebelahan dengan Terminal 1 ke arah selatan. Dan menggunakan sistem skytrain sebagai penghubung di jalur udara. Terminal 2 dibagi menjadi empat bagian dengan nomor pintu membawa surat dari bagian mereka. Terminal host bioskop dan Burger King serta banyaknya jumlah toko. tengahnya adalah taman indoor. Terminal ini juga memiliki taman atap terbuka dan menampilkan bagian teknologi layar plasma terbesar di dunia. Di terminal 3 memiliki 28 pintu aerobridge tambahan, dan mampu menangani 8 Airbus A380. Terminal 3 ini memiliki ruang tunggu umum untuk beberapa gerbang. JetQuay CIP Terminal adalah terminal yang dikelola secara pribadi, terletak di sebelah Terminal 2, dan terminal ini digunakan untuk melayani pejabat asing. JetQuay menyediakan fasilitas check-in, penanganan bagasi, dan layanan imigrasi clearance. Ini adalah terminal bandara mewah kedua di dunia setelah terminal kelas 1 Lufthansa di -Frankfurt Airport. Namun, tidak seperti terminal Lufthansa , JetQuay digunakan untuk kalangan elit. Bandara Changi membuka terminal khusus untuk melayani para pelancong anggaran. Terminal ini tidak termasuk dalam skema penomoran. Di terminal ini menawarkan biaya pendaratan yang lebih rendah, biaya penanganan dan pajak bandara, memotong kembali fasilitas seperti aerobridges, struktur fisik yang rumit dan dekorasi di gedung terminal penumpang. Berbagai toko di terminal ini bebas bea dan gerai Makanan dan Minuman, dan tersedia internet gratis (wifi). Tidak ada fasilitas transfer pada Terminal Anggaran.
Terminal 1 terminal 2 terminal 3 Dalam hal pelayanan dan keamanan, bandara ini telah mendapatkan berbagai macam penghargaan sebagai bandara terbaik. Bandara ini memiliki lebih dari 70.000 m2 ruang antara tiga terminal utama untuk outlet belanja dan makan, dengan Terminal 3 memiliki jumlah terbesar ritel di 20.000 m2. Terdapat dua lounge yang berbeda dengan area rest 24-jam, kamar mandi dan fasilitas spa, untuk fasilitas hotel dan kolam renang. Dalam hal perdagangan, bandara ini melampaui pusat perbelanjaan lainnya di Singapura, termasuk di posisi teratas wisata Orchard Road. Selain beragam toko bebas bea dan outlet makan, Bandara Changi memiliki enam area taman terbuka. Terbuka untuk pelanggan bandara, masing-masing taman mewakili kelompok yang berbeda tanaman: kaktus, bambu, Heliconia, bunga matahari, pakis dan anggrek. Bandara Changi memiliki sejumlah pusat bisnis di sekitar bandara. Dalam daerah transit internasional dari Terminal 1 dan 2 saling berhubungan, internet dan fasilitas permainan, ruang doa, mandi, spa, pusat kebugaran, kolam renang dan hotel disediakan. Berbagai daerah lounge disediakan, beberapa termasuk area bermain anak-anak atau televisi menunjukkan berita, film dan saluran olahraga. Dalam hal operasi penumpang, 4 terminal
utama dalam operasi dilengkapi dengan fasilitas imigrasi-pengolahan untuk perjalanan internasional. Transportasi darat : Bandara Changi dibangun dengan pertimbangan transportasi darat dengan dibangunnya East Coast Parkway dan dibuka bersamaan dengan bandara yang menyediakan link langsung ke pusat kota. Sementara dalam konfigurasinya di design sedemikian rupa sehingga tiga bangunan terminal penumpang utama berlokasi berdekatan satu sama lain sehingga memungkinkan bagi wisatawan untuk berjalan kaki ria sambil menikmati suasana antara terminal. Changi Airport Skytrain juga ditambahkan untuk memfasilitasi transfer lebih cepat dan lebih nyaman.
Jalur skytrain skytrain The Changi Airport Skytrain beroperasi antara Terminal 1, 2 dan 3, dengan total tujuh stasiun. Kereta memiliki mobil terpisah untuk sisi udara (transit) dan tanah-sisi (publik) penumpang. Transportasi ini juga disediakan untuk penumpang dan pengunjung antara Terminal 2 dan Terminal Anggaran dalam bentuk shuttle bus namun free, dan beroperasi tiap 20 menit sekali. Bandara ini terhubung ke jaringan Mass Rapid Transit (MRT), yang terletak di bawah tanah antara Terminal 2 dan Terminal 3 dan langsung diakses dari kedua terminal.
MRT entrance 2.1.2
MRT penghubung ke changi airport
di terminal JetQuay
Konsep Desain Bentuk
Terminal tiga yang ada di bandara Changi merupakan salah satu bangunan dengan konsep yang paling indah dan termodern di dunia, dengan langit-langitnya yang berbentuk sayap kupu-kupu dan kebun vertikal beserta fasilitas air terjun buatan yang asri. Kesan yang menempel saat datang ke bandara ini adalah Megah, Humanis dan Artistik. Kemegahan Changi Airport sebagai bandara internasional sangat terlihat oleh rancangan bangunan khususnya atap bangunan di yang dirangcang dengan konsep hemat energy. Kemudian, rasa humanis pun juga didapatkan saat berada di Changi terutama dengan dukungan fasilitas yang disediakan untuk dapat digunakan oleh semua lapisan masyarakat termasuk kaum difabel. Dan kesan artistic pun dirasakan karena banyak sekali benda-benda yang dirancang dengan nilai seni yang tinggi.
International Changi Airport Selanjutnya, sebuah signage yang terdapat di Bandara Changi pun sangat informatif. Signage ini dirancang untuk menerangkan di lokasi mana jika kita ingin menggunakan skytrain, bus dan dimana lokasi kedatangan.
Papan Informasi di Bandara Changi Salah satu bentuk plafinnya juga menggunakan struktur lipatan.
2.1.2
Konsep Ruang Ruang dalam bandara yang utama terdapat ruang MRT entrance, MRT penghubung ke changi airport dan ruang administrasi.
MRT entrance MRT penghubung ke changi airport Ruang administrasi Pola sirkulasi pada ruang bandara ini mengambil pola sirkulasi radial, yang pola sirkulasi ruangnya melalui penyebaran atau perkembangan dari titik-titik pusat bangunanbangunan yang ada di bandara ini. Pola sirkulasi dalam bangunan mempunyai banyak ruang pergerakan. Sirkulasi penghubung ruang pada bandara ini merupakan sirkulasi yang berakhir dalam ruang. Pergerakkannya berfungsi sebagai pemfokus akses penghubung ruang yang dianggap penting dan berakhir pada salah satu ruang yang ada di bandara ini. Sirkulasi dalam bangunan bandara mempunyai banyak akses jalan tetapi bertujuan pada satu akses yaitu ruang keberangkatan.
2.2 KONSEP STRUKTUR 2.2.1 Analisa Sistem Struktur Bangunan (1) Struktur Atap Struktur atap bandara utama changi airport ini merupakan sebuah struktur atap bentang lebar yang dalam perencanaannya didesain sebagai atap lengkung yang memiliki nilai artistik tinggi dengan konstruksinya berupa sistem rangka baja yang dibuat melengkung. Struktur utama pada rangka struktur atap bandara ini menggunakan sistem rangka batang bidang (Plane truss) dengan bentang struktur antara 30-60 meter. Rangka batang bidang merupakan susunan elemen-elemen linear yang membentuk persegi atau kombinasi segiempat yang secara keseluruhan berada di dalam satu bidang tunggal. Penggunaan baja dengan sistem struktur ini pada bentang panjang yang berdiri bebas tanpa penumpu memang menghasilkan penggunaan material yang lebih tapi juga menghasilkan profil yang lebih besar dan berat hingga akan sangat berpengaruh pada perencanaan struktur dibawahnya dan tentunya juga proses mobilisasi, akan tetapi juga menghasilkan keindahan yang menawan bagi setiap mata yang pernah melihatnya. Penggunaan sistem rangka bidang (Plane truss) sebagai penyusun struktur utama dengan rangka ujung yang berdiri bebas sangat jarang dipergunakan pada struktur bandara, hampir seluruh bangunan bandara dengan struktur atap bentang lebar. Struktur Struktur Plane Truss rangka ruang adalah komposisi dari batang-batang yang masing-masing berdiri sendiri, memikul gaya tekan atau gaya tarik yang sentris dan dikaitkan satu sama lain dengan sistem tiga dimensi.
Struktur kolom Dengan mengetahui secara detail kondisi lapangan maka pihak kontraktor akan mampu melangkah lebih jauh dalam upaya optimasi dengan inovasi metode dan sistem konstruksi yang memungkinkan diterapkan di sini, Sebagai contoh, misalnya; dalam penerapan sistem pracetak untuk konstruksi beton yang diperlukan baik di dalam maupun di luar bandara. Semula kalau dibuat dengan kolom beton akan memiliki dimensi 1m x 2,5m yang dinilai terlalu boros. Untuk efisiensi pelaksanaan maka konstruksinya diganti dengan baja yang dibalut dengan cladding dari aluminium composite panel (ACP), dengan performance lebih mewah dan murah. Dijelaskan ada beberapa konstruksi struktur bandara yang mengalami revisi desain, seperti pada bagian konstruksi listplank luar atap bangunan maupun dalam bangunan. Semula akan dibuat dengan cor beton keliling atap bandara, namun hal ini tidak mudah dikerjakan karena harus memasang scaffolding setinggi belasan meter mengelilingi atap bandara. Dengan pertimbangan teknis dan efisiensi lalu konstruksi listplank diganti dengan sistem pracetak berupa GRC.
Struktur Balok Penggunaan listplank dari beton menjadi GRC sangat efektif karena relatif lebih hemat. GRC ini lalu di finish dengan cat khusus yang tahan terhadap cuaca, sehingga lebih awet ketahanan warnanya. Dengan demikian, bisa lebih hemat dan cepat. Secara konstruksi bandara memiliki kekuatan sama, namun secara biaya jika semula harus dibuat dengan sistem konvensional harus membuat balok sedikitnya 5000 buah balok dihemat menjadi hanya 3000 buah balok untuk konstruksi. Dengan begitu, secara waktu mulai dari produksi hingga pemasangan di lapangan lebih cepat
Hubungan antara Balok dan Kolom
Struktur Pondasi Pondasi yang digunakan pada bangunan bandara ini adalah pondasi pile cap. Pondasi pilecap (tiang pancang) adalah bagian dari struktur yang digunakan untuk menerima dan mentransfer (menyalurkan) beban dari struktur atas ke tanah penunjang yang terletak pada kedalaman tertentu. Setelah pekerjaan pile yang meliputi pengeboran dan pemotongan pile yang tersisa di permukaan tanah, selanjutnya akan dilakukan penulangan untuk membuat pile cap. Pile cap tersusun atas tulangan baja berdiameter 16mm, 19mm dan 25mm yang membentuk suatu bidang dengan ketebalan 50mm dan lebar yang berbeda-beda tergantung dari jumlah tiang yang tertanam. Fungsi dari pile cap adalah untuk menerima beban dari kolom yang kemudian akan terus disebarkan ke tiang pancang dimana masing-masing pile menerima 1/N dari beban oleh kolom dan harus ≤ daya dukung yang diijinkan (Y ton) (N = jumlah kelompok pile). Jadi beban maksimum yang bisa diterima oleh pile cap dari suatu kolom adalah sebesar N x (Y ton). Pile cap merupakan suatu cara untuk mengikat pondasi sebelum didirikan kolom di bagian atasnya. Pile cap ini bertujuan agar lokasi kolom benarbenar berada dititik pusat pondasi sehingga tidak menyebabkan eksentrisitas yang dapat menyebabkan beban tambahan pada pondasi.
Ilustrasi pemancangan pondasi tiang pancang
ilustrasi pondasi tiang pancang
pemancangan pondasi tiang pancang
1. Setelah dilakukan penggalian tanah, dilakukan pemotongan pile sesuai elevasi pile cap yang diinginkan.
2. Tanah disekeliling pile digali lagi sesuai dengan bentuk pile cap yang telah direncanakan.
3. Pada pile dilakukan pembobokan pada bagian betonnya hingga tersisa tulangan besinya yang kemudian dijadikan sebagai stek pondasi sebagai pengikat dengan pile cap. Pembobokan hanya sampai elevasi dasar pile cap saja. 4. Melakukan pemasangan bekisting dari batako disekeliling daerah pile.
5. Sebagai landasan pile cap, dibuat lantai kerja terlebih dahulu dengan ketebalan 10 cm.
6. Melakukan pemasangan tulangan-tulangan pile cap yang meliputi tulangan utama atas dan bawah, persiapan stek pondasi, pemasangan kaki ayam, beton decking dan pemasangan stek pile cap sebagai penghubung menuju kolom.
7. Sebelum
dilakukan pengecoran, tanah
disekitar
bekisting
ditimbun
kembali
untuk
menahan beban pengecoran
dan meratakan kondisi tanah seperti semula. 8. Setelah semua persiapan sudah matang, maka dapat dilakukan pengecoran pada pile cap. 2.2.2
Eksplorasi Sistem Struktur Bandara changi airport ini memiliki struktur bentang lebar. Terlihat pada atap bandara
yang dalam perencanaannya didesain sebagai atap lengkung yang memiliki nilai artistik tinggi. Konstruksi stadion ini berupa sistem rangka baja yang dibuat melengkung. Keseluruhan bandara ini ditutup oleh atap yang berstruktur rangka dengan bentangan sekitar 30-60 meter. Struktur rangka batang yang membentuk lengkungan ini sering disebut juga system fire work. System ini dapat mendukung beban atap sampai dengan bentang 75 meter, seperti padabangunan stadion olahraga, bangunan pabrik, dll. Dengan bentangan sepanjang itu, diperlukan struktur yang kuat agar dapat menahan beban sehingga atap tidak jatuh. Struktur rangka pada bandara ini memiliki estetika yang sangat menakjubkan.
2.2.3
Hubungan Konsep Struktur dan Konsep Arsitektur Bangunan bandara ini memiliki konsep penyu. Konstruksi atap yang menggunakan
rangka melengkung menutupi seluruh bagian stadion. Struktur Rangka yang di buat melengkung dan mempunyai konsep bentuk punggung penyu ini tidak terlalu melengkung
dan dengan bentuk lengkunga yang sederhana. Sehingga struktur rangka pada atap yang melengkung membuat proses penemuan bentuk bangunan menjadi mudah dan juga memberi nilai estetika pada bangunan.
2.2.4 Analisa Hubungan Bentuk dan Modul Ruang dari Sistem Struktur 1. Wujud : hasil dari konfugurasi bentuk permukaan-permukaan tertentu dan sisi-sisi bentuk merupakan modul dari hubungan ruang. 2. Dimensi : suatu bentuk adalah panjang, lebar, tinggi. Demensi-demensi ini menentukan proporsinya. Adapun skalanya di tentukan oleh perbandingan ukuran relatifnya terhadap bentuk-bentuk lain di sekeliling ruangan. 3. Warna :corak, intensitas dan nada permukaan pada suatu bentuk. Warna adalah atribut yang
paling
mencolok
yang
membedakan
suatu
bentuk
terhadap
lingkunganya/ruangan. Warna juga mempengaruhi bobot visual pada bentuk bangunan serta akan merubah suatu suasana ruangan. 4. Tekstur :adalah karakter permukaan suatu bentuk. Tekstur mempengaruhi perasaan kita pada waktu menyentuh, juga pada saat kualitas pemantulan cahaya menimpa permukaan benda tersebut, sehingga akan berpengaru sekali terhadap ruangan. 5. Posisi :adalah letak relatif suatu bentuk terhadap suatu lingkungan atau medan visual. 6. Orientasi :adalah posisi relatif suatu bentuk terhadap bidang dasar, arah mata angin atau terhadap pandangan seseorang yang melihatnya. 7. inersia visual : adalah derajad konsentrasi dan stabilitas suatu bentuk. Inersia suatu
bentuk tergantung pada geometri dan orientasi relatifnya terhadap bidang dasar dan garis pandangan kita (ruangan).
