TUGAS 1 STRUKTUR BANGUNAN
KAJIAN STRUKTUR BENTANG LEBAR DAN STRUKTUR BANGUNAN TINGGI ( STUDY KASUS : ONE SHELL PLAZA, CHICAGO )
NAMA : DEWA GDE NGURAH BARUNA WIJAYA 1504205031 B
JURUSAN TEKNIK ARSITEKTUR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
One Shell Plaza
Alamat : 910 Louisiana Street, Houston, TX Lokasi : The block bounded by Louisiana, McKinney, Walker and Smith streets Arsitek : Skidmore, Owings & Merrill Bricker + Cannady, 1993 renovation Kendall Heaton, 2012
renovation Detail Bangunan
Luas Area : 1,228,160 square feet
Jumlah Lantai : 50 lantai
Tinggi Bangunan : 714 feet
Penghargaan
Category of major commercial renovations
2017 International TOBY Award - Renovated category
Tenant Utama
Shell Oil Company
Baker Botts
Penjelasan Bangunan
One Shell Plaza adalah sebuah bangunan bertingkat dengan 50 lantai setinggi 715 kaki yang terletak di Houston, Texas. Bangunan ini berfungsi sebagai kantor pusat perusahaan Shell Oil Company. Arsitek Bruce Graham, bersama dengan Fazlur Khan, merancang One Shell Plaza untuk menjadi bangunan berani namun struktural dan pasangan ini mendapatkan banyak pengakuan atas desain mereka. Pada saat selesai pada tahun 1971, One Shell Plaza adalah gedung tertinggi di sebelah barat Sungai Mississippi dan merupakan bangunan dengan struktur beton bertulang tertinggi di dunia. Bangunan ini adalah bangunan beton ringan pertama dan satu dari struktur tabung pertama yang pernah dibangun. Bangunan ini juga merupakan bangunan tinggi pertama yang bisa mengisi cakrawala Houston.
Tidak seperti Chicago, di mana munculnya bangunan tinggi sebagian besar didorong oleh visi Walikota Richard Daley untuk kota tersebut, Houston adalah kota yang dibangun oleh para pengembang. Salah satu pengembang utama Houston adalah Gerald D. Hines, pendiri Gerald D. Hines Interest(sekarang Hines). Hines termasuk dalam kelas pengembang yang digambarkan sebagai "pembangun investasi," yang mengkhususkan diri dalam membiayai proyek pembangunan, mengontrakkan pekerjaan kepada arsitek dan insinyur, mengawasi pembangunan, dan akhirnya menyewakan dan mengelola ruang-ruang yang dibangun. Meskipun Hines memulai karirnya sebagai pengembang p ada tahun 1957, yang dimulai dengan pembangunan kompleks apartemen di pinggiran kota Houston, Hines dengan cepat menjadi salah satu pemberi pengaruh terbesar dalam perkembangan kota Houston. Hines percaya bahwa Houston berpotensi menjadi salah satu kota terbaik di negara ini, dan dia berhasil mewujudkan tujuannya untuk membantu kotanya mencapai status itu.
Menjelang akhir 1960-an, Houston telah menjadi kota dengan pertumbuhan tercepat di Amerika Serikat dan menempati populasi terbesar keenam di negara tersebut. Meskipun perkembangan yang meningkat ini, bagaimanapun, masih belum banyak pusat bisnis kota, jadi Hines memusatkan perhatiannya pada menarik perusahaan besar seperti Shell Oil Company ke kota. Strateginya sederhana: menyewa arsitek dan insinyur terbaik untuk menciptakan bangunan perkantoran bagi setiap perusahaan bangunan yang unik dan elegan. Untuk kantor pusat baru Shell di One Shell Plaza, dia menghubungi Bruce Graham di
Skidmore, Owings, dan Merrill (SOM) di Chicago dengan tugas merancang bangunan yang berani namun efisien untuk ruang tersebut.
Ketika Hines telah menghubungi SOM tentang merancang One Shell Plaza, Fazlur Khan telah mengerjakan sebuah struktur tube-in-tube baru yang berdasarkan desain bangunan masa lalu. Dia mulai bereksperimen dengan bentuk struktur baru setelah selesainya Gedung Brunswick di Chicago pada tahun 1965, dan tetap mencari cara untuk membuat struktur lebih efisien. Pembangunan One Shell Plaza dimulai pada tahun 1967 dan selesai pada tahun 1971. Sebagai gedung tertinggi di Houston saat itu, bangunan ini berdiri sebagai struktur utama di cakrawala Houston, seperti yang telah Hines pastikan untuk Shell. Salah satu karakteristik visual yang menonjol dari One Shell Plaza adalah kolom eksteriornya yang bergelombang. One Shell Plaza adalah proyek pertama Hines dengan sebuah firma arsitektur besar, dan menandai transisi dari daerah pinggiran ke perkotaan
Penjelasan Sistem Struktur Sistem struktur yang lebih dikenal dengan istilah Tube in Tube ini terdiri dari: •
Tabung luar, terdiri dari kolom-kolom dengan jarak yang sangat rapat NB: Jarak kolom antara 1,2 s/d 3 meter panjang
•
Tabung dalam, berupa core atau inti bangunan
NB: Ruang core dimanfaatkan sebagai sarana dan prasarana bangunan (lif, tangga darurat, dll) Fungsi •
•
Tabung eksterior menahan sendiri beban angin Ketiga tabung tersebut disambung dengan sistem lantai, berinteraksi untuk memikul beban gempa
NB: Kekakuan tabung sedemikian tingginya sehingga perlakuannya terhadap beban lateral menyerupai balok kantilever Kelebihan di Bidang Arsitektur •
Pengaturan ruang dalam lebih fleksibel
Tidak terjadi cross
•
Beberapa alternatif tampak bangunan yang dimungkinkan
•
Pengembangan bangunan yang memungkinkan untuk dilakukan 1. Ke atas (Pengembangan biasa) 2. Ke samping (dengan pemecahan yaitu bantuan elemen penghubung)
Kelebihan Secara Struktur 1. Keseimbangan, stabilitas dan kekuatan 2. Menyalurkan gaya lateral maupun gravitasi
3. Pengaku bidang horizontal dan bidang vertikal
Plat lantai sebagai pengkaku horizontal
Core sebagai pengaku bidang vertikal
Dinding sebagai pengaku bidang vertikal
4. Deformasi Yang Terjadi
Struktur One Shell Plaza adalah contoh pertama dari apa yang Fazlur Khan sebut sebagai sistem "tube-in-tube". Pada penjelasan gambar dibawah ini menunjukkan bahwa "tabung" dalam dibentuk oleh dinding geser yang membentuk inti bangunan (lift perumahan, tangga, dan ruang peralatan mekanis), sedangkan "tabung" luar dibentuk oleh kolom eksterior yang berjarak setiap 6 kaki di sekeliling bangunan. Tabung bagian dalam dan tabung luar bekerja sama untuk menahan beban gravitasi dan beban lateral (yaitu angin) dan untuk memberikan kekakuan tambahan pada struktur untuk mencegah defleksi yang signifikan di bagian atas. Dengan bentuk ini, Plaza Shell berkapasitas 50 lantai dapat dirancang menjadi lebih tinggi dan lebih ringan daripada bangunan berbentuk bingkai yang dirancang secara tradisional, sambil tetap mempertahankan kekakuan daripada bangunan yang jauh lebih pendek.
Floor Plan (kiri) dari Bangunan One Shell Plaza menunjukkan berbagai ukuran kolom di sekeliling dan dinding geser pada intinya; dan rendering dari kisi lempengan seperti waffle di pojok (kanan).
Namun ada satu masalah lain dengan beton ringan yang perlu dipertimbangkan Khan sebelum konstruksi bisa dimulai. Beton ringan sangat rentan terhadap creep, atau pemendekan kolom sebagai akibat dari pembebanan yang berkelanjutan. Jika setiap kolom memiliki area beton yang sama namun memiliki muatan berbeda, mereka akan menyusut seiring waktu dengan jumlah yang berbeda, yang akan menyebabkan masalah. Dimulai dari masalah utama yakni adanya retak dan lantai miring hingga ketidaknyamanan kecil seperti pintu yang tidak tertutup dengan benar dan dinding yang retak. Untuk menjaga agar tidak terjadi penyusutan diferensial ini, Khan mengembangkan langkah-langkah pengendalian kualitas yang ketat untuk beton yang dia gunakan dan melakukan tes ekstensif di lapangan dan di laboratorium untuk lebih memahami perilakunya. Selanjutnya, ia merancang kolom perimeter sehingga setiap kolom mengalami tekanan yang sama pada beton dari waktu ke waktu, dan karena itu mengalami pemendekan yang sama. Karena tekanan adalah gaya di kolom dibagi dengan luas penampangnya, ini b iasanya dilakukan pada bangunan dengan memvariasikan dimensi kolom perimeter (yaitu dengan menggunakan kolom yang lebih luas atau lebih dalam), kemudian menutupi mereka dengan façade untuk menyembunyikan struktur. Graham dan Khan lebih memilih untuk mengekspresikan struktur, jadi mereka lebih memilih untuk menekankan perubahan dimensi dengan memvariasikan kedalaman setiap kolom perimeter berdasarkan distribusi kekuatan. Hal ini menghasilkan undulasi elegan yang merupakan ciri khas One Shell Plaza.
(
( Kolom eksterior One Shell Plaza sangat bervariasi berdasarkan pemuatan gravitasi, yang menciptakan pola bergelombang yang terlihat di tingkat jalanan )
Untuk mengilustrasikan bahwa desain bergelombang didorong oleh distribusi beban gravitasi pada lempeng dua arah, penggunaan model berupa satu sudut lantai tipikal yang menggunakan perangkat lunak analisis struktural. Model terdiri dari lempeng dua arah dengan balok 6 kaki di tengah pada kedua arah. Dukungan tetap ditempatkan di manapun lempengan memotong kolom dan tepi potongan penampang dibiarkan tak terkendali. Sebuah beban titik diterapkan pada setiap titik persimpangan, untuk mewakili beban mati penuh ditambah 25% beban langsung yang bekerja di atas area 6 kaki x 6 kaki yang mengelilingi simpul tersebut (yaitu daerah anak sungai node). Istilah "beban mati" mengacu pada berat struktur itu sendiri, dan "beban hidup" mengacu pada beban lain yang bekerja pada struktur dan dapat dipecah menjadi kategori beban h idup "jangka panjang" dan "jangka pendek". Beban hidup 25% mewakili bagian beban live yang sepenuhnya permanen yang bekerja pada struktur. Gambar dibawah ini men unjukkan bahwa momen lentur dan reaksi vertikal sebanding dengan ukuran kolom.
( Diagram momen lentur dan reaksi vertikal untuk pelat lantai. Daerah hitam di bawah grafik menunjukkan momen lentur positif, sedangkan garis abu-abu di atas grafik menunjukkan momen lentur negatif. Reaksi vertikal ditunjukkan sebagai tanda panah. )
Kesimpulan Selain inovatif secara struktural, One Shell Plaza berhasil dalam segi elegan secara estetika. Kedalaman kolom yang bervariasi, dirancang untuk mendukung struktur lebih efisien, menciptakan dinding luar yang bergelombang dengan lembut yang dapat diapresiasi dari kejauhan dan juga dari jarak dekat. Undulasi tebal yang terlihat di dasar struktur yang meruncing secara bertahap di sepanjang ketinggian bangunan berhasil mengekspresikan pengurangan muatan dari bawah ke atas, sementara tetap mampu menampilkan persepsi “mengundang” secara estetika. Fitur-fitur ini menekankan kepada tinggi dan kemegahan
struktur dari tingkat jalanan, namun bangunan ttap terlihat sangat ramping bagi mereka. Untuk pintu masuk yang lebih terbuka, beberapa kolom eksterior berakhir di balok transfer dan berlawanan dengan bangunandi bawah. Untuk menuju ke bangunan, jalan setapak dua belas kaki yang dibuat oleh balok transfer membuat area lobi berkembang dengan baik untuk pejalan kaki. Bangunan itu sendiri tetap khas hingga saat ini.
Referensi : 1. Khan, Y.S. (2004).Engineering Architecture: The Vision of Fazlur R. Khan. New York: W.W. Norton & Company. ( diakses pada tanggal 10 Oktober 2017 ) 2. (1972). One Shell Plaza: The tallest building west of the Mississippi. Architectural Digest, 1, 21-22. ( diakses pada tanggal 10 Oktober 2017 ) 3. Adams, N. (2007).Skidmore, Owings and Merrill: SOM since 1936. Electa Architecture. 248-251. ( diakses pada tanggal 10 Oktober 2017 ) 4. Lemann, N. (1982, April).The architects.Texas Monthly, 143-151, 219-232. ( d iakses pada tanggal 10 Oktober 2017 ) 5. (1968, February 15). Office tower design cuts framing costs. Engineering News Record, 41-42. ( diakses pada tanggal 10 Oktober 2017 ) 6. Khan, F.R., Stockbridge, G., & Brown, E.J. (1971).Quality control of high strength lightweight concrete for One Shell Plaza.ACI Special Publication, 29(2), 15-34. ( diakses pada tanggal 10 Oktober 2017 ) 7. Khan, F.R., 1971 ( diakses pada tanggal 10 Oktober 2017 ) 8. Colaco, J.P. & Khan, F.R. Analysis and design of 715’ high concrete structure for One Shell Plaza. ( diakses pada tanggal 10 Oktober 2017 )
