BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Latar Belakang Belakang Bangunan bentang lebar merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan ruang
bebas kolom yang selebar dan sepanjang mungkin. Bangunan bentang lebar biasanya digolo digolongka ngkan n secar secar umum umum menjad menjadii 2 yaitu yaitu bentan bentang g lebar lebar sederh sederhana ana dan bentan bentang g lebar lebar komple kompleks. ks. Bentan Bentang g lebar lebar sederh sederhana ana berart berartii bahwa bahwa konstr konstruks uksii bentang bentang lebar lebar yang yang ada dipe diperg rgun unak akan an lang langsu sung ng pada pada bangu bangunan nan berd berdas asar arka kan n teor teorii dasar dasar dan dan tida tidak k dila dilaku kukan kan modifikasi pada bentuk yang ada. Sedangkan bentang lebar kompleks merupakan bentuk strukt struktur ur bentang bentang lebar lebar yang yang melakuk melakukan an modifi modifikasi kasi dari dari bentuk bentuk dasar dasar,, bahkan bahkan kadang kadang dilakukan penggabungan terhadap beberapa sistem struktur bentang lebar. Definisi struktur bangunan adalah sebagai sarana untuk menyalurkan beban dan akibat penggunaannya dan atau kehadiran bangunan ke dalam tanah. Terdapat Terdapat enam golongan bentuk struktur, yaitu struktur rangka, struktur permukaan bidang (struktur plat lipat, cangkang dan membrane, struktur kabel dan kombinasi. !ada dasarnya cangkang diambil dari beberapa bentuk yang ada di alam seperti kulit telu telur, r, temp tempur urun ung g buah buah kela kelapa, pa, cangk cangkan ang g kepit kepitin ing, g, cang cangkan kang g keon keong, g, dan dan seba sebagai gainy nya. a. !engert !engertian ian ini oleh oleh manusi manusiaa diwuju diwujudkan dkan sebaga sebagaii strukt struktur ur cangkan cangkang. g. !ernya !ernyataa taan n dari dari pengertian alam tersebut menjadi suatu struktur buatan manusia. "eskipun terdapat ikatan# ikatan yang membatasinya, abad demi abad manusia akhirnya mampu melonggarkan batasan terseb tersebut ut seirin seiring g dengan dengan kemajua kemajuan n teknol teknologi ogi.. $arenan $arenanya ya pada pada masa masa kini kini bentuk bentuk yang yang dihasilkan dalam struktur cangkang masih harus berbentuk geometrik yang dapat dimengerti dan diterjemahkan dalam kemampuan matematis untuk dapat dilaksanakan. !ada dasarnya bentuk#bentuk struktur adalah persamaan antara fungsi, material, dan hukum#hukum statis. 1.2 Rumusan Rumusan Masalah Masalah %.2.% &pakah definisi definisi dari dari strukt struktur ur cangkang cangkang (shell (shell ' %.2.2 Bagaimana Bagaimana klasifi klasifikasi kasi dari dari strukt struktur ur cangkang cangkang ' %.2. Bagaimana Bagaimana penyaluran penyaluran beban pada pada struktur struktur cangkang cangkang '
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Struktur Cangkang d Alam )rganisme yang hidup secara konstan merubah dan menyesuaikan dengan tekanan
eksternal yang baru sehingga mereka bertransformasi dalam waktu dan ruang. *espon formal mereka selalu menarik perhatian desainer dan sumber konstan untuk penemuan baru, walaupun mereka tidak pernah secara tuntas mengetahui kakuatan dan prinsip yang membentuk organisme. Bentuk struktur permukaan bidang yang merupakan struktur cangkang (shell, di alam dapat ditemukan pada bentuk perisai dari tumbuh#tumbuthan maupun binatang, meskipun bentuknya tipis, tapi kuat dan kokoh. Seperti kulit labu yang kering, kulit telur, kulit kerang dan tempurung kepala kita. 2.2 De!ns Struktur Cangkang !ada dasarnya cangkang diambil dari beberapa bentuk yang ada dialam seperti kulit
telur, tempurung buah kelapa, cangkang kepiting, cangkang keong, dan sebagainya. +angkang adalah bentuk struktural tiga dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai permukaan lengkung. +angkang harus didirikan dari material yang dapat dilengkungkan seperti beton bertulang, kayu, logam, bata, batu, atau plastik. +angkang pada umumnya menerima beban merata yang dan dapat menutup ruangan besar dibandingkan dengan tipisnya pelat cangkang tadi. )leh karena itu struktur cangkang paling baik digunakan pada bangunan dengan bentang besar tanpa pembagian pada interior seperti stadion, stasiun, pasar, masjid eibition hall, dang bangunan bentang besar lainnya. +ara yang baik untuk mempelajari perilaku permukaan cangkang yang dibebani adalah dengan memandangnya sebagai analogi dari membran, yaitu elemen permukaan yang sedemikian tipisnya hingga hanya gaya tarik yang timbul padanya. "embran yang memikul beban tegak lurus dari permukaannya akan berdeformasi secara tiga dimensional disertai adanya gaya tarik pada permukaan membran. -ang terpenting adalah adanya dua kumpulan gaya internal pada permukaan membran yang mempunyai arah saling tegak lurus. al yang juga penting adalah adanya tegangan geser tangensial pada permukaan membran yang juga berfungsi memikul beban. 2." Pers#aratan Struktur Cangkang Suatu struktur +angkang harus mempunyai tiga syarat, yaitu sebagai berikut/ %. arus memiliki bentuk lengkung, tunggal, maupun ganda (single or double cur0ed. 2. arus tipis terhadap permukaan atau bentangannya. . arus dibuat dari bahan yang keras, kuat, ulet dan tahan terhadap tarikan dan tekanan.
2.$ %las!kas Struktur Cangkang %. Sesuai bentuk umum terjadinya # Bidang putaran (rotational surface &dalah bidang yang diperoleh bilamana suatu garis lengkung yang datar diputar
terhadap suatu sumbu. Shell dengan permukaan rotasional dapat dibagi tiga yaitu Spherical Surface, 1liptical Surface, !arabolic Surface.
# !ergeseran bentuk dasar (translational surface &dalah bidang yang diperoleh bilamana ujung#ujung suatu garis lurus digeser pada dua bidang sejajar. Shell dengan permukaan transasional dibagi dua yaitu cylindrical surface dan eliptic paraboloid.
# !ergeseran bentuk dasar pada 2 bentuk dasar bersilangan (ruled surface &dalah bidang yang diperoleh jika suatu garis lengkung yang datar digeser sejajar diri sendiri terhadap garis lengkung yang datar lainnya. Shell dengan permukaan ruled ada dua macam, yaitu yperbolic !araboloid dan +onoid.
2. Sesuai lengkungan permukaan # engkung tunggal (single cur0ed Shell dengan single cur0ed yang arah lengkungannya dalam satu arah serta permukaannya
tidak
diputar3digeser,
Single cur0ed dibentuk oleh/
dan
dibentuk
oleh
konus
yang
sama.
a. $onus b. Silinder +ontoh / engkung Barrel
# engkung ganda (double cur0ed -aitu shell dengan double cur0ed yang arah lengkungannya dalam dua arah. Double cur0ed shell terdiri dari 2 macam / a. Double +ur0ed Shells yang arah lengkungnya ke satu arah (Synclastic shells +ontoh/ Spherical Dome Shell
b. Double +ur0ed Shells yang arah lengkungnya ke arah yang berbeda (&nticlastic +ontoh / +onoid
2.& Pen#aluran Be'an
Struktur cangkang ini akan sangat kuat untuk memikul beban yang terbagi rata, telur juga merupakan suatu struktur cangkang, misalnya, apabila kita mengenggam telur ayam dengan kedua telapak tangan dan mencoba menekan dengan sekuat tenaga, telur yang kulitnya begitu tipis itu tidak akan pecah, tetapi tidak kuat menahan beban terpusat. Sama seperti halnya dengan struktur cangkang. Beban#beban yang bekerja pada permukaan cangkang diteruskan ke tanah dengan menimbulkan tegangan geser, tarik dan tekan. Tipisnya permukaan cangkang menyebabkan tidak adanya tahanan momen yang berarti. Struktur cangkang hanya sesuai untuk menahan beban terbagi rata dan struktur ini tidak sesuai untuk menahan beban terpusat. !erbandingan tebal dan bentang yang digunakan dapat mencapai %3455. 6aya#gaya dalam yang bekerja pada struktur
cangkang
terdiri
atas 6aya
"elingkar dan 6aya "eridional. 6aya "eridional pada cangkang yang mengalami beban 0ertikal selalu adalah gaya tekan, sedangkan gaya melingkar dapat berupa tarik maupun tekan.
Dalam struktur cangkang murni semua gaya#gaya yang disalurkan melalui permukaan bidang sebagai gaya#gaya normal, dengan demikian tidak terdapat gaya lintang dan gaya lentur. 6aya normal yang bekerja merata melalui permukaan bidang ini dikenal sebagai gaya#gaya membran. !ada balok, gaya#gaya dipikul oleh materinya, sedangkan pada cangkang, bentuk itu sendiri memikul gaya. 7adi dalam struktur cangkang bentuknya memegang peranan besar. 6aya#gaya yang harus didukung dalam struktur cangkang disalurkan merata melalui permukaan bidang sebagai gaya#gaya membran yang diserap oleh bentuk strukturnya. Dengan demikian tidak terdapat gaya lintang dan momen lentur. Struktur cangkang dapat dibangun setelah/
a. Ditemukan beton bertulang sebagai bahan bangunan yang dapat memikul tegangan tarik maupun tekan. b. Dikembangkannya teori membran yang diguanakan sebagai dasar untuk menghitung struktur cangkang.
2.8 Bangunan Dengan Struktur +angkang +angkang pada umumnya menerima beban merata yang dan dapat menutup ruangan besar dibandingkan denga tipisnya pelat cangkang tadi. )leh karena itu struktur cangkang paling baik digunakan pada bangunan dengan bentang besar tanpa pembagian pada interior seperti stadion, stasiun, pasar, masjid eibition hall, dang bangunan bentang besar lainnya. 1. Sydney Opera House Sydney
)pera
ouse,
dibangun pada tahun %94: di Benellong pertama
point. kali
oleh
Dibuka *atu
1li;abeth << pada tahun %9:. Bangunan ini digunakan untuk pertunjukan teater ,
musik,
opera, tarian modern , ballet, pameran dan film. Sydney )pera ouse merupakan bangunan dengan struktur cangkang
berbentuk spherical geometry dengan bentang kurang lebih %=4 m dan %25 m yang terdiri dari ruang#ruang sebagai berikut/ a. b. c. d. e. f.
+oncert all )pera Theatre Drama Theatre !layhouse, studio, reception hall, foyer Studio latihan *estoran
g. *uang ganti &tap pada merupakan bentuk metafora dengan menerapkan system shell free form. Dimana bentuk shell yang ada tidak mengikuti pola geometri tetapi terikat secara
structural yang dalam hal ini bentuk geometri tetap ada tetapi bukan merupakan faktor utama. +angkang pada Sydney opera house terbentuk dari proses rotasional kearah 0ertical dengan lengkung dua arah (0ertical dan hori;ontal3 double cur0ed shell dengan permukaan lengkung sinklastik. 6aya# gaya yang bekerja pada atap shell Sydney opera house antara lain adalah/
%. 6aya "eredional 6aya meredional pada atap Sydney opera house berasal dari berat itu sendiri yang kemudian gaya itu disalurkan melalui tulangan baja ke kolom penyangga atap. 6aya meredional yang bekerja pada atap diatasi dengan mempertebal permukaan dan membentuk permukaannya menyerupai sirip# sirip dengan tujuan agar permukaan lebih kaku 2. 6aya *otasional 6aya rotasional bekerja kearah 0ertical mengikuti lengkung atap kemudian beban disalurkan ketanah melaui tiga kolom yang ada. Beban tekan dan tarik disalurkan melalui tulangan atap. . Beban lentur !ertemuan atap dan dinding dibuat lebih tebal agar dapat menyokong gaya yang bekerja
pada
arah
0ertical
dan
hori;ontal
dari
gaya
meredional,
yang
juga agar dapat menahan gaya dorong keluar yang terjadi >. $ondisi tumpuan $ondisi tumpuan pada atap Sydney opera house sudah memenuhi syarat tumpuan layak yang dii;inkan untuk shell struktur, yaitu/ # Tumpuan yang disalurkan ke kolom mampu mengerahkan reaksi dari membrane baik itu reaksi tekan maupun tarik. !erpindahan gaya tekan tarik yang b ekerja pada permukaan cangkang. # !erpindahan# perpindahan membran pada perbatasan kulit kerang yang timbul akibat tegangan dan regangan membrane diatasai dengan memperkaku sudut# sudut pertemuan permukaan shell
2. Market Hall Royan, Prancis
&tap dari "arket *oyal all secara keseluruhan dibentuk dari % bagian lengkung yang sama. $etigabelas bagian tersebut disusun secara melingkar sehinggga membentuk suatu struktur atap yang menyerupai ombak#ombak. $etigabelas bagian tersebut disatukan oleh adanya penebalan pada masing#masing tepi lengkung atap tersebut (pada bagian cekung atap30alley. !enebalan tersebut dteruskan ke bawah membentuk titik#titik dukung yang menyokong struktur atap. Titik dukung tersebut berjumlah % buah yang dihubungkan satu sama lain dengan sebuah tie member. a. &lur pembebanan Beban atap disalurkan melalui bagian tepi tiap#tiap lengkung yang mengalami penebalan (bagian cekung atap30alley yang kemudian disalurkan ke tiap#tiap titik dukung. Bagian yang mengalami penebalan ini menyalurkan beban dari setengah bagian lengkung atap yang ada di kiri dan kanannya. Beban yang terbesar adalah pada bagian tengah, yaitu diantara crown dan perbatasan tiap segmen, untuk itulah pada bagian ini mengalami penebalan. Beban tersebut semakin berkurang ke arah titik dukung. al ini berarti bahwa gaya#gaya yang diakibatkan oleh tiap#tiap segmen disalurkan ke pondasai tanpa mengalami momen lentur. Dari cara pembentukan permukaan atap shellnya *oyan "arket all dapat dikategorikan dalam anticlastic shell. Bentuk permukaan shell tidak hanya mengacu pada desain geometris memiliki sebuah meninggalkan aturan aturan geometris tersebut. Sehingga dengan shell memungkinken untuk mendesain bentuk apapun. Bentuk permukaan shell tidak hanya mengacu pada prinsip prinsip desain geometris
yang kaku, tapi dapat lebih fleksibel tanpa harus meninggalkan aturan aturan geometris tersebut. 3. National Theatre, Beiin!, "hina
#. Pod $%hi&ition Pa'ilion ,(uala )u*pur, Malaysia
+. National Theatre, Beiin!, "hina
BAB III PENU(UP ".1 %esm)ulan
+angkang adalah bentuk struktural tiga dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai permukaan lengkung. !ada dasarnya cangkang diambil dari beberapa bentuk yang ada dialam seperti kulit telur, tempurung buah kelapa, cangkang kepiting, cangkang keong, dan sebagainya. Struktur cangkang paling baik digunakan pada bangunan dengan bentang besar tanpa pembagian pada interior seperti stadion, stasiun, pasar, masjid eibition hall, dang bangunan bentang besar lainnya. Struktur cangkang ini akan sangat kuat untuk memikul beban yang terbagi rata, bukan beban terpusat.
$&T& !1?6&?T&* !uji dan syukur kami panjatkan ke adirat Tuhan -ang "aha 1sa, karena berkat limpahan rahmat dan karunia#?ya sehingga kami dapat menyusun makalah ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Dalam makalah ini kami membahas mengenai Struktur +angkang (Shell Structure. "akalah ini kami buat dengan bantuan dari berbagai sumber dan bantuan dari berbagai pihak. )leh karena itu, kami mengucapkan terima kasih yang sebesar#besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini. $ami menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang mendasar pada makalah ini. )leh karena itu kami mengundang
pembaca untuk memberikan saran serta kritik yang dapat membangun kami. $ritik positif dari pembaca sangat kami harapkan umtuk penyempurnaan makalah selanjutnya. &khir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita sekalian.
Denpasar, "aret 25%> Tim !enyusun
?&"& $1)"!)$ / < 6.B.
%%%924%54> %2%924%552 %2%924%5%% %2%924%5%2 %2%924%5%=
