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.
Gambar. Penerapan struktur membran dan kabel Sumber: http://4.bp.blogspot.com/-
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.
Kabel Tarik Tiang Penyangga Membran Baja Pengaku Bentuk Sumbu Tarik
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
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.
Gambar. Bentuk struktur membran Sumber: http://img.morgenpost.de/img
Gambar. Bentuk Waveform Sumber: http://www.learner.org
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.
Tiang dalam Rangka baja penumpu Tiang dalam
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
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
Truss pengaku pada puncak busur yang tidak membatasi permukaan membran
Busur Truss tambahan bawah yang membatasi membran
Busur Truss tambahan atas yang tidak membatasi membran
Busur Truss utama yang membatasi membran
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.
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.
Rangka truss pemegang kaca
Beban angin
Beban angin
Gambar. Penyaluran beban lateral yang diterima fasad kaca Sumber: Korelasi bentuk, struktur dan konstruksi pada bangunan bentang besar dengan struktur membran, 2012
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.
Gambar. Detail struktur membran-pneumatic Sumber: http://www.grisdainese.it/progetti/pneumatic-architecture-finmeccanica-2/?lang=en
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
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
