Makalah Struktur Kabel

STRUKTUR PNEUMATIC PNEUMATIC Sejal Sejalan an dengan dengan perke perkemba mbanga ngan n zaman zaman,, suatu suatu seni seni arsite arsitektu kturr pun pun menga mengalam lamii suatu suatu perubaha perubahanny nnya a sendiri, sendiri, mulai mulai dari gaya gaya pada kulit bangunan bangunan sampai sampai pada strukturalny strukturalnya. a. Dewasa ini banyak gaya yang mengekspos strukturalnya, strukturalnya, mulai dari struktur lengkung, kabel sampai membrane atau yang biasa dikenal pneumatic structure. Dalam pembahasan ini kita akan membedah kasus tentang Pneumatic Structure.

Pneumatic Structure merupakan salah satu sistem struktur yang termasuk dalam kelompok Soft Shell Structure yang memiliki ciri khas semua gaya yang terjadi pada membran-nya berupa berupa gaya tarik. Pada Pneumatic, Pneumatic, gaya tarik terjadi terjadi karena karena adanya adanya perbeda perbedaan an tekanan tekanan udara udara di dalam dalam struktur struktur pneumatic pneumatic dengan dengan tekanan tekanan udara diluar diluar struktur struktur ini. ini. Pneumati Pneumatic c Structure dibagi dalam dua kelompok besar yaitu Air nslated Structure dan Air Supported Structure Structure.. Dari kedua kelompok kelompok ini masing-m masing-masin asing g dikemban dikembangkan gkan dari sisi! olah bentuk yang yangbe berm rmac acam am-m -mac acam am,,

fung fungsi siny nya a

dala dalam m

sebu sebuah ah

bang bangun unan an,,

bahk bahkan an

kini kini

tela telah h

dikembangkan dikembangkan secara "ertikal.

Pneumatic Structure pada mulanya hanya dikembangkan sebagai bidang penutup atap dan untuk bangunan berbentang lebar, sekarang mulai dipikirkan untuk memikul beban lantai pada bangunan bangunan bertingka bertingkatt sedang sedang #$edium #$edium %ise &uildin &uilding'. g'. $encerma $encermati ti perkemba perkembangan ngan pneumatic structure sebagai sistem struktur yang memiliki bentuk dan sistem kerja yang khas ini, sangatlah menatik. (alaupun pengembangannya pengembangannya tidak secepat sistem struktur lain yang yang lebih lebih sederh sederhan ana, a, namun namun siste sistem m struk struktur tur ini ini terny ternyata ata menari menarik k perha perhatia tian n untuk untuk dikembangkan dikembangkan karena kekhasannya kekhasannya prinsip kerjanya dan bentuknya yang ino"atif.

)ujuan utama makalah ini adalah memperkenalkan struktur pneumatik sebagai salah satu altematif struktur non kon"ensional yang dapat digunakan di ndonesia untuk mengatasi masalahmasalah-masa masalah lah yang yang berkaita berkaitan n dengan dengan kecepata kecepatan n membangu membangun, n, kemudaha kemudahan n dalam dalam transportasi dan harga yang bersaing, khususnya dal* kazanah struktur bentang lebar.

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR- UMB

Ir Joni Hardi MT Hardi MT

TEKNOLOGI BANGUNAN IV

+

Sistem Struktur yang ada pada akhir dasa warsa ini semakin menunjukkan perkembangan yang pesat. Sistem struktur yang ino"atif menciptakan kekayaan desain bagi dunia arsitektur. eragaman bentuk struktur tidak hanya pada sisi olah bentuknya saja, melainkan juga keragaman sistem bekerjanya struktur tersebut. eino ngel dalam bukunya Structure Systems mengelompokkan struktur dalam / kelompok besar berdasarkan kesamaan cara bekerjanya dari masing-masing sistem struktur.

Salah satu struktur yang unik untuk dicermati adalah Pneumatic Structure, karena sistem struktur ini memanfaatkan gaya tarik, namun berusaha menentang 0hukum alam1 dari bentuk struktur yang memanfaatkan gaya tarik ini. Semua struktur yang memanfaatkan gaya tarik akan membentuk bentuk dasar dan primer berupa garis lengkung atau parabola yang membuka ke atas. al ini disebabkan bahan dari struktur yang memanfaatkan gaya tarik adalah lentur dan lemas, sehingga akan membuat garis lengkung atau parabola yang membuka ke atas. al ini disebabkan bahan dari struktur yang memanfaatkan gaya tarik adalah lentur dan lemas, sehingga akan membuat garis lengkung membuka ke atas #seperti kalung'. 2amun pneumatik ingin membentuk satu bentuk dasar berupa garis lengkung yang membuka ke bawah.

&entuk ini diilhami oleh bentuk shell, sedangkan shell banyak memanfaatkan gaya tekan. Sisi usaha membuat bentuk yang menentang 0hukum alam1 ini dilakukan dengan menciptakan semacam shell yang ditiup. )ekanan udara di dalam diterima olej membrane penutup dan bidang membrane ini menegang dan menderita gaya tarik. $aka tidak berlebihan jika ada yang mengelompokkan pneumatik ini dalam Soft Shell Structure. )entunya bentuk struktur pneumatik ini banyak memiliki kelemahan yang terus menerus disempurnakan. Problem terbesar dari sistem ini adalah kebocoran udara yang ada didalamnya.

&ahan

pembuatnya

diperbaiki

terus

dan

diusahakan

cara-cara

penanggulangannya.

Pada akhir-akhir ini pneumatik dikembangkan untuk menahan beban secara "ertikal. &aik sebagai penerima beban langsung maupun tidak langsung. Perkembangan desain dari struktur pneumatik dapat dikatakan sangat cepat, walaupun secara sepintas merupakan sistem struktur yang kelihatan lemah, penuh resiko dan banyak kelemahannya, namun pengembangan fungsi dan bentuk terus diupayakan. al inilah yang menarik untuk dicermati dan diambil satu pengamatan yang mendalam untuk olah ino"asi di bidang arsitektur.


Ir Joni Hardi MT


3

$embran adalah suatu lembaran bahan tipis sekali dan hanya dapat menahan gaya tarik murni. Soap film adalah membran yang paling tipis, kira-kira 4,3/ mm yang dapat membentang lebar. struktur permukaan fleksibel tipis yang memikul beban terutama melalui proses tegangan tarik.

Struktur pneumatik adalah suatu sistem struktur yang memperoleh kestabilannya dari tekanan internal yang lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan eksternal. $edia yang digunakan dapat bermacam-macam, diantaranya zat cair, busa atau butiran. 2amun yang paling banyak digunakan adalah media

udara. Prinsip ini berlaku seperti pada balon

udara, dimana tekanan udara internal di dalam balon lebih tinggi dibandingkan tekanan udara di luarnya.

&eban-beban yang dipikul mengakibatkan lendutan, karena membran adalah bidang dua dimensi dan karena merupakan jala-jala yang saling membantu, maka bertambahlah kapasitasnya. 5aya pada struktur membran 6 

7enderung dapat menyesuaikan diri dengan cara struktur tersebut dibebani.



Sangat peka terhadap efek aerodinamika dari angin

à

fek ini dapat

menyebabkan terjadinya fluttering #getaran'.

Prinsip

yang mendasari desain struktur membran adalah permukaannya harus

dipertahankan mengalami tarik pada semua kondisi pembebanan. Ada dua karakter dasar dari kemampuan membran. )egangan membran terdiri atas tarik dan geser, yang selalu ada dalam permukaan bidang membran dan tidak tegak lurus di atas bidang itu. Aksi membran


Ir Joni Hardi MT


8

pada dasarnya tergantung dari karakteristik bentuk geometrinya, yaitu dari lengkungan dan miringnya bidang membran. $emerlukan struktur lain untuk mempertahankan bentuk permukaanya, yaitu6 %angka penumpu dalam yang kaku Prategang pada permukaan yang memberikan gaya eksternal yang menarik membrane #jika bentuknya lembaran' )ekanan internal #apabila bentuknya "olume tetutup #pneumatic''

(alaupun membran tidak begitu stabil, dapat dicarikan jalan untuk dimanfaatkan sebagai struktur. euntungan struktur ini ialah ringan, ekonomis dan dapat membentang luas. Aksi struktur membran dapat ditingkatkan daya tariknya dengan tarikan sebelum pembebanan. Sebagai contoh payung dari kain.

Dengan mengadakan pratarik pada kain yang kemudian dikuncinya dengan alat apitan, rusuk-rusuk baja membuka dan mendukungnya dengan dibantu oleh batang-batang tekan yang duduk pada tangkai payung. ain tertarik dan memberi bentuk lengkungan yang cocok untuk menahan beban. $embran kain payung dapat menerima tekanan dari luar dan dalam.

Skelet dari rusuk-rusuk baja menerima tarikan dari kain dan memperkuat seluruh permukaan bidang terhadap tekanan angin.

Saddle Shape

Arched 9ormed Shape


7onical Shape

(a"e 9orm

Ir Joni Hardi MT


:

Pneumatic Structure

Sejarah struktur pneumatis 6 

+;+<

à

(illiam =anchester #nggris' mengajukan hak patennya untuk

penerapan prinsip balon pada bangunan rumah sakit. 

+;33

à

&angunan >asis )heater #Paris' menggunakan struktur atap

berlubang pneumatis. 

+;:?

à &angunan

%adomes menggunakan struktur struktur yang ditumpu

udara. $edium tekanan yang digunakan 6 @dara, gas dan cairan.

arakter

dari

struktur

pneumatik

adalah

murah

dalam

in"estasi

awal,

cepat

pembangunannya dan ringan bobotnya karena material utamanya adalah lembaran kain dengan tebal tidak lebih data 4,/ mm.

Penerapan struktur pneumatik di ndonesia, khususnya untuk bangunan arsitektural hingga saat ini belum banyak dilakukan. endala yang dihadapi adalah jenis struktur ini masih kurang populer yang diikuti dengan kurangnya nara sumber serta belum adanya peraturanperaturan yang khusus mengatur pembangunan menggunakan struktur pneumatik.

Padahal dari banyak sisi, ndonesia sebenarnya merupakan lahan yang subur bagi pengembangan struktur pneumatik. %ehm tropis di ndonesia rnemungkinkan bangunan terbebas dari beban salju yang merupakan musuh utama struktur pneumatik. Selain itu di ndonesia banyak e"ent yang pengadaannya berkesesuaian dengan karakter struktur pneumatik. Pengadaan material utama bangunan berupa kain +'cl-lapis P7 juga sudah bukan merupakan barang baru di industri pertekstilan ndonesia.

Benis-jenis utama struktur pneumatik yaitu6


Ir Joni Hardi MT


/



struktur pneumatik lapisan ganda yang didukung udara Sistem memiliki keunggulan dalam lebar bentangan.



struktur pneumatik tabung yang digelembungkan udara. sistem memiliki keunggulan pada fleksibilitas ruang dan bukaan.

Pembahasan mengenai detail era pembuatan, penyimpanan, transportasi, proses ereksi serta pembongkaran di lokasi juga disertakan, dengan harapan dapat lebih memberikan gambaran bagaimana bangunan pneumatik dapat diproduksi di ndonesia $embran dapat diberi pra tegang dengan tekanan dari sebelah dalam apabila menutup suatu "olume atau sejumlah "olume yang terpecah-pecah. Dengan cara ini tersusunlah struktur pneumatik. mbran mudah menjadi bengkok dan dapat mudah ditekan oleh gas atau udara. Dalam tyeori, membran tanpa pra tegang dapat membentangi ruangan yang besar sekali dengan tekanan udara yang mengimbangi beratnya sendiri dari membran yang mengambang. Dalam praktek, membran perlu diberi prategang supaya menjadi stabil terhadap pembebanan yang tak simetris dan yang dinamis.

Stabilitas bentuk konstruksi ini dikendalikan oleh 3 faktor. +. tekanan pada tiap titik dari membran yang menyebabkan tegangan tarik harus cukup untuk menahan semua kondisi pembebanan dan untuk menjaga agar tidak terdapat tegangan tekan pada membaran. 3. tegangan membran pada setiap titik dengan kondisi pembebanan harus lebih kecil daripada tegangan yang diperkenankan pada bahan. &entuk struktur pneumatik adalah karakteristik merupakan lengkungan dua arah dari lengkungan sinplastik. &entuk dengan lengkungan searah dan lingkungan anti klasik tidak mungkin digunakan . =engkungan kubah adalah bentu yang cocok untuk struktur membran pneumatik, karena dapat menutupu ruangan dan dapat ditekan oleh udara yang besarnya atau kecepatannya sama kesemua arah. )egangan membran dalam bola atau dalam kubah tergantung pada tekanan udara dari dalam dan garis radius, yakni o * C . p .r #p * tekanan udara, r * radius kubah'.

elemahan Struktur $embran 6 Sangat peka terhadap efek aerodinamika sehingga mudah mengalami getaran )idak dapat menahan beban "ertikal

elebihan Struktur $embran 6


Ir Joni Hardi MT


?

Struktur ini bisa digunakan untuk membuat bentukan  bentukan mulai dari yang sederhana sampai yang kompleks, contoh6 seperti permukaan bola Struktur ini sifatnya ringan sehingga tidak memberatkan bangunan, contoh6 tenda Sangat cocok untuk bangunan yang tidak permanen atau semi permanen &isa untuk bentang yang lebar Dari segi teknik, pada saat terjadi penurunan penopang, kabel segera menyesuaikan diri pada kondisi keseimbangan yang baru, tanpa adanya perubahan yang berarti dari tegangan. merupakan elemen konstruksi paling ekonomis untuk menutup permukaan yang luas $emiliki daya tahan yang besar terhadap gaya tarik, untuk bentangan ratusan meter mengungguli semua sistem lain

lasifikasi &erdasarkan tegangan tarik yang dapat dilakukan dengan s ystem prategang $embran berbentuk bidang pelana $embran berbentuk bidang kerucut dengan setengah tiang tenda $embran yang dikombinasikan secara bebas dengan hasil tenda gergaji atau atap gantungan &erdasarkan penopangnya abel, contoh6 struktur tenda @dara, contoh6 struktur pneumatis


Ir Joni Hardi MT


<

)ekanan udara pada sistem ini mempunyai pengaruh terhadap geometri membran. $emperbesar

radius

kur"atur

#lengkung'

akan

menambah

kekuatan

membran,

pengurangan kekuatan membran #membrane force' dapat dilakukan dengan mereduksi kur"atur melalui penggunaan kabel atau kolom tarik. Pada umumnya Air Supported Structure ini dirancang untuk dapat mengantisipasi pengaruh angin, mengingat beban angin paling besar pengaruhnya, maka sedapat mungkin gaya kritis angin harus diketahui untuk menentukan besaran tegangan membrane dan gaya pada angkutnya.


Ir Joni Hardi MT


E

Makalah Struktur Kabel

Recommend Documents