STRUKTUR BANGUNAN BENTANG LEBAR Abstrak Pada bangunan Sun Valley Pavilion ini menggunakan jenis struktur membrane, yaitu yang di gunakan adalah struktur tenda. Dengan pendukung tiang lengkung terletak pada sambungan titik permanen dan non permanen pada atap. Membran adalah struktur permukaan fleksibel tipis ti pis yang dapat memikul beban dengan mengalami tegangan tarik. Struktur membran adalah sebuah alternatif untuk struktur bentang l ebar yang dimana dapat diterapkan pada penutup atap bangunan. Dasar mekanisme pikul beban pada struktur st ruktur membran adalah tarik. Membran yang memikul beban tegak lurus lurus terhadap permukaannya dapat mengalami deformasi secara tiga dimensi (bergantung pada kondisi tumpuan dan pembebanannya). pembebanannya). Sistem membran pada bangunan bentang lebar biasanya masih harus dibantu oleh struktur lainnya seperti kabel atau space frame, karena sistem membran bila terkena gaya dari angin maka harus ada daya tarik menuju tumpuan(pondasinya). Sistem membran yang dipakai kebanyakan untuk bangunan skala besar harus mempertimbangkan bahan tenda dan arah angin. Tiangtiang penyangga flaksibel terhadap gaya tekan oleh angin, hal ini menyebabkan tenda dapat dapat terus berdiri. Kata kunci : sistem struktur membrane, bangunan bentang lebar, kekuatan bangunan
SUN VALLEY MUSIC PAVILLION
Gambar 1. Tampak Depan Dan Sekitar Area Lingkungan Sun Valley Music Pavilion Sumber : google image
Music Pavilion Pavil ion ini ini berlokasi di Sun Valley, Idaho, USA. Di bangun tahun 2008. Bangunan ini merupakan bangunan yang difungsikan fungsi sebagai musik
Hall. Bangunan yang berada di wilayah bersalju ini merespon atap untuk menerima beban dari salju yang turun. Akibatnya, itu secara struktural dan visual diinginkan untuk meminimalkan tingkat atap permanen. Penggunaan atap dengan struktur jaring kabel baja dan kayu pada pada dengan penutup membrane dapat mereduksi panas pada musim panas.
Gambar 2. Site Plan Sun Valley Music Pavilion Sumber : google image
Konsep bangunan ini terinspirasi oleh tatanan alam dan berfungsi sebagai tempat berkumpul suatu komunitas tertentu dalam sebuah acara. Pemandangan gunung dan hamparn langit yang luas menjadi vocal point dari dari bangunan tersebut. View View buatan yang ada di sekitarnya merupakan taman berkontur seperti sebuah amphitheatre. Hal ini dapat memberikan stimulasi bagi pengunjung yang dating untuk bersantai dengan keranjang piknik dan menikmati music orchestra. orchestra.
2
Struktur Membran Tenda
Struktur jaringan merupakan struktur yang menggunakan jaringan dari talitali/kabel sebagai struktur dan pembentuk ruang yang dilengkapi dengan bahan penutup ruang. Jaring dan membrane tenda sebagai pembentuk ruang dengan tali sebagai elemen penarik dan perentang tenda. Untuk struktur-struktur yang mendapatkan kestabilannya dari gaya-gaya prategang eksternal, penerapan prinsip desain yang mengharuskan Tarik permukaan harus di pertahankan. Pada umumnya bahwa gaya prategang harus besar dan kelengkungan pada permukaannya permukaannya harus di pertahankan besar. Daerah yang luas dan datar pada membrane biasanya dihindari karena untuk ini di butuhkan gaya prategang relative besar untuk mempertahankan luas tersebut apabila beban normal bekerja padanya. Perlu diingat bahwa apabila sag kabel mendekati nol, maka gaya Tarik kabel akan menja di besar tak terhingga. Sebaliknya gaya prategang yang sangat besar diperlukan untuk mempertahankan kabel pada konfigurasi sag nol di bebani. Besar gaya prategang yang diberikan untuk menstabilkan tidak boleh menyebabkan tegangan membrane melebihi kapasitas material yang digunakan untuk struktur berbentang besar.
Penerapan Sistem Struktur Membrane Kabel Pada Bangunan Sun Valley Music Pavillion
Gambar 3. Denah lantai dasar Sumber : google image
Gambar 4. Denah lantai atas Sumber : google image
Struktur bangunan terdiri dari struktur yang permanent dan non permanent . Struktur permanent pada bangunan ini terletak pada bagian panggung, dan fasilitas
3
penunjangnya. penunjangnya. Struktur non permanent terletak terletak pada atap bagian depan yang terbuat dari membrane. Pada membrane. Pada musim dingin, atap ini tidak ti dak di fungsikan, sedangkan pada musim panas, atap berfungsi berfungsi untuk menaungi pavilion. Kombinasi Kombinasi antara struktur permanent dan non permanent memberikan memberikan satu keunikan tersendiri dari bangunan ini.
Gambar 5. Interior dan bentuk atap bangunan Sun Valley Music Pavillion Sumber : google image
Bangunan Sun Valley Music Pavilion yang dimanfaatkan sebagai music hall ini memiliki struktur dukungan yaitu susunan gulungan logam melengkung, membentuk kerangka langit-langit melengkapi atap baja permanen, sementara serangkaian reflektor kayu melengkung memberikan dukungan secara akustik serta estetika visual yang tepat. Kayu-kayu ini dipasang di langit-langit dan di atap, terdapat pula elemen kayu di bagian dinding. Gulungan dapat disimpan pada lantai tingkat panggung atau dibawa sampai ke atap dan derek memiliki selimut dan selimut atap yang mereduksi panas untuk mencegah kerusakan selama musim dingin.
4
Analisis Kelengkungan
Gambar 6. Analisis kelengkungan Sumber : academia.edu
Jenis struktur membrane yang digunakan merupakan struktur tenda, dengan pendukung tiang lengkung. Terletak Terl etak pada sambungan antara struktur permanent dan non permanent pada atap. Analisis Tumpuan pada struktur bangunan Sun Valley Pa viliion
Titik
Titik
. Gambar 7. Tumpuan pada struktur bangunan sun valley pavilion Sumber : academia.edu
Tumpuan poada struktur membrane bangunan membrane bangunan Sun Valley Pavillion, Pavillion, menggunakan tumpuan titik deskret dengan titik tertinggi t ertinggi pada bidang lengkung. Sedangkan titik terendahnya di hubungkan dengan kabel menuju ke kolom. Gaya prategang pada membrane di peroleh denga menarik membrane dari titik t ertinggi ke titik terendah ( jacking ). ).
5
Gambar 8. Tahap konstruksi struktur permanen truss vertical dan horizontal Sumber : google image
Pada bagian struktur permanen, antara struktur truss (rangka batang) vertical dengan truss horizontal di di tahan oleh balok-balok proscenium balok-balok proscenium melengkung. melengkung. Balok balok ini berfungsi sebagai pengaku/ pengaku/ penahan gaya tarik dari dua arah.
Atap
bangunan permanen menggunakan panel-panel kayu sirap yang ditahan dengan jaring kabel baja dibawahnya. Kabel tersebut mengait pada truss vertical kemudian kemudian ditarik ke truss horizontal dan gaya tarik tersebut disalurkan ke pondasi melalui kolom-kolom berbentuk Y. Pondasi di bangunan permanen menggunakan pondasi plat basement.
Gambar 9. Sambungan kabel pada truss dan sambungan kabel pada membrane Sumber : google image
Sedangkan struktur non permanen pada bangunan ini terdiri dari kabelkabel baja yang dikaitkan pada truss vertical yang ditarik turun dan disalurkan ke
6
pondasi melalui balok lengkung le ngkung dan kolom berbentuk Y. Pondasi yang digunakan adalah pondasi setempat dengan sistem pondasi tarik.
Penggunaan Pondasi Pada Bangunan Sun Valley Pa viliion
Pondasi setempat dengan pondasi plat basement. plat basement.
Gambar 10. Potongan bangunan sun valley pavilion Sumber : google image
Gambar 11. Potongan pondasi plat beton Sumber : google image
Pada bangunan Sun Valley Pavilion Pavilion ini menggunakan pondasi setempat dengan sistem pondasi Tarik. Dimana Penggunaan sistem pondasi ini pada bangunan berfungsi untuk menahan menahan gaya Tarik yang berasal dari truss vertical dan truss horizontal melalui kolom-kolom yang selanjutnya akan diteruskan ke dalam pondasi. Pondasi setempat umumnya dibuat dengan kedalaman 1 m - 1,5 m dari muka tanah atau lebih. Fungsi dari pondasi setempat adalah untuk menahan kolom.
7
Proses pelaksanaan pondasi setempat dilakukan dengan penggalian tanah sesuai dengan ukuran. ukuran. Pondasi setempak terbuat dari beton bertulang dan dan letaknya tepat dibawah kolom (tiang).
Kesimpulan
1. Bangunan Sun Valley Pavilion Pavilion difungsikan sebagai tempat music hall dengan mengambil konsep tatanan alam. 2. Bangunan ini menggunakan sistem struktur membrane membrane tenda dengan di bantu oleh sistem struktur kabel sebagai pengaku/daya Tarik untuk menyalurkan beban ketumpuan pondasi. 3. Struktur bangunan Sun Valley Pavilion terdiri Pavilion terdiri dari struktur permanent struktur permanent dan non permanent . Dimana struktur permanen terletak pada bagian panggung dan struktur non permanent terletak pada atap bagian depan yang terbuat dari membrane. membrane. 4. Tiap gaya yang terjadi pada jaring(tenda) akan disalurkan ke kabel-kabel silang di bagian bawahjaring yang kemudian disalurkan menuju tiang dan disalurkan ke kabel dan tanah. 5. Menggunakan dua sistem pondasi yaitu pondasi plat besement pada bangunan permanen bangunan permanentt dan pondasi setempat pada bangunan non permanent .
Sumber :http://eprints.undip.ac.id/32373/1/4.struktur_membran-sukawi.pdf . Diakses pada 25 September 2017.
8
STRUKTUR BANGUNAN TINGGI Abstrak Semakin pesat perkembangan zaman yang terjadi, bangunan tinggi merupakan alternative lain untuk mensiasati pembangunan kearah horizontal, dimana dengan keterbatasan lahan yang ada. Pada bangunan tinggi Jin Mao Mao Tower ini menggunakan sistem struktur mega struktur core & outriggers sebagai outriggers sebagai struktur kekuatan bangunan bangunan yang ditimbulkan dari gaya lateral. Pada bagian denah bangunan dirancang menyerupai pagoda dengan service core octagonal untuk mempermudah penampatan lift menuju ruang-ruang yang ada. Sitem pondasi yang digunakan pada bangunan tinggi secara umum adalah pondasi tiang panjang. Dimana pada Jin Mao ini pondasi yang digunakan juga sama yaitu tiang pancang dan tiang bor yang membedakan hanya ketebalah dari bahan material kontruksi. Kata kunci : bangunan tinggi, sistem struktur, kekuatan bangunan
JIN MAO TOWER (GRAND HYATT SHANGHAI)
Gambar 1. Jin Mao Tower – Shanghai, Shanghai, Cina Sumber : google image
Jin Mao Tower merupakan bangunan pencakar langit multi fungsi, karena bangunan bangunan ini dapat dapat difungsikan difungsikan sebagai sebagai sarana sarana perkant perkantoran, oran, hotel, pertokoan pertokoan,, parkir, parkir, auditorium yang memiliki luas 280.000 m2, terletak di distrik Pudong di dalam zona
9
perdagangan perdagangan dan dan financial financial Luji Lujiazui azui di kota metropolitan Shanghai, Cina. Cina . Bangunan ini memiliki 88 lantai dengan ketinggian mencapai 421 m, hingga pada tahun 2005 bangunan bangunan Jin Jin Mao Mao Tower Tower ini ini tergolong ke dalam bangunan pencakar langit tertinggi ke-4 di dunia setelah Tape Financial Center-Taiwan. Center-Taiwan. Penggunaan bangunan ini adalah 50 lantai untuk perkantoran, 38 laintai digunakan sebagai hotel dengan jumlah 555 kamar (Grand (Grand Hyatt Shanghai Shanghai), ), 3 lantai di fungsikan sebagai basement dengan daya tamping hingga 900 mobil dan 1000 motor dan di lengkapi dengan 20.500 m2 area pertokoan pusat jajanan, pusat konvensi dan eksibisi serta auditorium. Bagian dasar pencakar langit ini di kelilingi oleh plaza dengan lansekap dan kolam yang menawarkan relaksasi yang tentram dari aktivitas jalan yang sibuk di kota Shanghai. Shanghai . Rencana Denah
Merupakan bentuk octagonal yang di ilhami oleh denah tipikal pagoda dengan service dengan service core octagonal octagonal yang yang melayani lift ekspres ke skylobby ke skylobby perkantoran perkantoran dan hotel. Sumbu silang pada bangunan Jin Mao Tower ini merupakan area entrans dan sirkulasi utama yang konsisten dengan pengaturan zona-zona elevator ke loby-loby atas. loby-loby atas. Pengaturan denah perkantoran dan hotel sangat di batasi oleh bentuk segi delapan dan sistim struktur yang menunjang konsep pagoda. Namunmasih memberikan peluang kreatifitas pada tatanan ruang hotel dengan adanya atrium megah pada 38 lantai atas dan berakhir pada atap skylight yang yang merupakan mahkota bangunan ini.
Gambar 2. Denah lantai lobby-perkantoran-hotel Sumber : google image
Tampak Bangunan pada Jin Mao Tower
Inpirasi tampak bangunan pada Jin Mao Tower ini bersumber dari Feng Shui dengan menggunakan denah segi delapan , ketinggian gedung 88 lantai bagian dasar (Tower Base) berlantai 16 dengan luasan per item 2x8. Lantai
10
berikutnya secara gradual dan ritmik mengecil menjadi 14 14 dengan luasan per item dengan jumlah total 88 lantai. Pembagian Organisasi Ruang Jin Mao Tower
Susunan
dan
hirarki
pengelompokan
ruang diatur menurut tingkat
intensitas aktivitas manusia yang terlibat didalamnya. Pusat eksibisi, konvensi dan pertokoan yang melibatkan banyak
orang terletak pada bagian dasar
gedung, diikuti perkan perkan-- toran yang terdiri dari high zone, medium zone zone maupun low zone pa zone pada da bagian bagian monume monument nt.. Hotel dengan kebutuhan ketenangan dan privasi disusun pad disusun padaa bagian bagian terat teratas as (38 (38 lantai lantai), ), berak berakhi hirr dengan dengan lantai observasi atas. Bentuk Struktur dan Dimensi
Sistim mega struktur ( core & outriggers ) outriggers ) Terdiri dari komponen struktur dengan refrensi angka 8 yaitu :
Dinding oktagonal core reinforce r einforced d mega-concrete
8 mega kolom komposit komposit eksterior
8 mega kolom baja eksterior
8 outrigger trusses struktur baj struktur bajaa
Pile cap cap fondasi tiang pancang beton tebal 4 M 44 balok lantai interior dan 16 balok lantai eksterior
Gambar 3. Denah struktur lantai dan potongan struktur Ji n Mao Tower Sumber : google image
11
Kekuatan dan Stabilitas
Konsep sistim struktur Jin Mao Tower berdasarkan pa berdasarkan pada da : 1. Penggunaan penempatan beton bertulang secara strategis yang dipadukan dengan struktur baj struktur bajaa untuk menahan beban beban lateral ekstrem dan gravitasi dengan efisiensi struktur maksimum tanpa biaya material struktur yang berl yang berleb ebih ihan an.. 2. Penggunaan prinsip prinsip fisika untuk meningkatkan meningkatkan efektivitas momen inersia bangun bangunan an.. 3. Reduksi kelebihan elemen elemen struktur yang secara signifikan meningkatkan nilai ekonomis bangunan. Resistansi gaya lateral (seismik dan angin) dilakukan dengan kombinasi dinding core beton beton dibagian dalam dan mega kolom komposit dibagian luar yang dihubungkan dengan struktur rangka baja baja outrigger yang bekerja secara komposit dengan lantai diafragma horizontal. Sistim outrigger memaximalkan tinggi
“balok ”
struktur terhadap deformasi lentur ketika bangu banguna nan n tinggi ini berperilaku seperti kantilever vertikal. Outrigger ini terdapat pada lantai 24-26, 51-53, 85- atap. Beban atap. Beban lateral arah tegaklurus tegaklurus bangunan bangunan ditahan oleh ditahan oleh 8 mega kolom komposit komposit frontal, beban lateral arah diagonal ditahan oleh 8 mega kolom baja pa baja pada da sudu sudut. t. Beban gravitasi diterima secara merata oleh ke8 ke8 megakolom komposit dibagian luar yang jug yang jugaa berfu berfung ngsi si meneri menerima ma beban beban axial axial akibat akibat mom momen en lentur total, sedangkan mayoritas gaya geser ditahan oleh she oleh shear ar wall wall core. Dimensi mega m ega kolom ber variasi variasi mulai mulai 1,50x5,00M sampai 1,00x3,50M pada lantai 87, dimensi core shear wall berva bervaria riasi si mulai dari dari 0,85M dibagian fondasi hingga o,45M pada lantai 87.
Gambar 4. Perilaku striktur dengan sistim outrigger Sumber : slideshare
12
Kekakuan Struktur
Sistim resistansi gaya lateral Jin lateral Jin Mao Mao Tower secara Tower secara esensial bersandar pada resistansi lentur dan geser dari core dari core sentral, kekakuan axial mega kolom komposit luar dan kekakuan lentur dan geser rangka outrigger . Efisiensi struktur berpusat pada transfer beb transfer beban an langs langsung ung dari dari core core sentral ke kolom eksterior tanpa perlu rangka perim perimete eterr
(sabuk (sabuk). ).
Resistansi torsi struktur dicapai melalui core core sentral dengan
bentuk bentuk tertut tertutup up dengan dengan kompr kompromi omi penetr penetras asii
kompromi arsitektur, arsitektur, misalnya misalnya
penetrasi
ke core sentral, batasan batasan ketebalan dinding core, dimensi mega
kolom serta lokasi dan ketinggian sistim outrigger .
Sistim dengan metode tetrah tet rahedro edron n pada bangunan bangunan Jin Jin Mao Tower Tower
SINTESIS SINTESIS S (struktur) dan E (selubung – arsitektur): Mega kolom yang mengecil gradual sebagai form form giver giver fasade frontal yang menerima beb menerima beban an latera laterall langs langsung ung “
(bekerjasama
”
dengan core wall via outrigger) dan sekaligus sebagai fasade
arsitektural (jendela-dinding). (jendela-dinding). SINTESI SINTESIS S S (struktur) (struktur) dan I (interior – arsitek- tur): Shear Wall bulat bulat pada pada bagian bagian tenga tengah h , pada pada lantai 51 keatas berfungsi sebagai dinding interior dengan bentuk bulat yang membentuk atrium kolosal sampai lantai 88 menyatu dengan tatanan ruang ruang tidur. Mega kolom (S) sebagai selubung (E) Shear wall (S)
sebagai
interior
atrium (I)
Tatanan lift (M) sebagai dinding interior (I) interior (I)
Gambar Gambar 5. Denah lantai lobby Jin Mao Tower Sumber : google image
13
SINTESIS S (struktur) dan M (mekanikal- elektrikal): Perletakkan outrigger pada pada lantai 24-26, 51-53, 85 sekaligus merupakan terminal zona-zona. zona-zona. mekanikal-elektrikal dan juga lantai transisi antar fungsi arsitektur yang berbeda (perkantoran dengan hotel, hotel dengan ruang observasi). Disini sekaligus S dengan M dan arsitektur arsitektur (I).
Outrigger (S) sebagai sentra meanikal-elektrikal (M)
Gambar 6. Denah potongan Jin Mao Tower Sumber : google image i mage
SINTESIS SINTESIS E (selubung) (selubung) dan M (mekanikal-elektrikal): (mekanikal- elektrikal): Selubung atap (puncak makara) sebagai pu sebagai pusa satt ilumin iluminasi asi tata cah cahay ayaa yang jug jugaa merupakan simbolik urban dan focal focal poin pointt arsitektur.
selubung atap (E) sebagai konsentrasi tata cahaya (M)
Gambar 7. Bagian atas dari bangunan Jin Mao Tower Sumber : google image
14
SINTESIS E (selubung) dan I (interior – arsi- tektur): Selubung dinding sebagai modul parti partisi si interior dan selubung selubung atap sekaligus sekaligus sebagai pl sebagai plafo afon n yang merupakan sumber cahaya ( skylig skylight ht ) pada pada atrium interior . SINTESIS SINTESIS M (mekanika (mekanikal-elektrikal l-elektrikal)) dan I (interior – arsitektur): Sarana transportasi vertikal (lift) dengan sistim tata lampu lift membentuk dinding interior transparan setengah lingkaran pada pada atrium yang imaginatif dan menampilkan nuansa yang futuristik pada gr pada grand and atrium atrium lobby.
Atap
Skylight
(E) sebagai plafon
atrium interior (I)
Tatanan
lift (M) sebagai dinding
interior (I) (I)
Gambar 8. Interior Jin Mao Tower Sumber : google image
Podasi pada bangunan Jin Mao Tower
Pada bangunan Jin Mao Tower ini memiliki struktur tanah yang berlumpur, sehingga pondasi yang digunakan adalah pondasi dalam yaitu pondasi tiang pancang dan tiang bor, sehingga pondasi dapat melewati lapisan tanah yang sedikit lembek untuk mencapai ke dasar tanah yang lebih keras untuk dapat menahan beban yang diterima dari beban bangunan maupun dari gaya yang diakibatkan dari gaya lateral. Secara umum, kedalaman pondasi yang digunakan pada bangunan pencakar langit setara dengan satu sat u meter di atas lima belas tinggi dari bangunan tersebut. Pada Jin Mao Tower ini memiliki panjang pondasi perimer adalah 568 m, dengan kedalaman 15-19 meter yang luasnya hamper 2x104 m2 dengan total pemotongan tanah adalah 32x104 m3. Lempengan pondasi pada bangunan utama memiliki ketebalan sebesar 4 meter dengan total 13500 m3, dengan kekuatan beton
15
c50. Dimana pada bagian tengah gedung gedung Jim Mao Tower ini, diberikan struktur pelindung beton bertulang dan upgrade struktur beton bermutu tinggi dengan kombinasi struktur komposit baja. Lalu di bawah kerangkanya terdapat pondasi rakit beton yang memiliki ketebalan 4 meter dan ter dapat 429 batang tumpukan baja berongga dengan diameter berkisar 900 m. sedangkan pondasi di bawah podium menggunakan tumpukan pipa baja kecil, yang mampu mencapai lapisan tanah paling bawah.
Gambar 9. Kontruksi pondasi pada Jin Mao Tower Sumber : slideshare
Gambar 10. Potongan melintang pondasi pada Jin Mao Tower Sumber : slideshare
16
Kesimpulan
1. Bangunan Jin Mao Tower di fungsikan sebagai bangunan tinggi yang multi fungsi yaitu sebagai bangunan perkantoran, pertokoan, dan hotel.
yaitu core & outriggers. Dimana Resistansi 2. Menggunakan sistem mega struktur yaitu core gaya lateral (seismik dan angin) yang dilakukan dengan kombinasi dinding core beton beton dibagian dalam dan mega kolom komposit dibagian luar yang dihubungkan dengan struktur rangka baja baja outrigger yang bekerja secara komposit dengan lantai diafragma horizontal. 3. Pada bangunan tinggi Jin Mao Tower ini, mega kolomnya sebagai selubung shear wall dan strukturnya sebagai interior atrium atrium banguna, serta tatanan lift nya nya sebagai dinding interior . Sedangkan Outrigger digunakan sebagai sentral mekanikal-elektrikal dan selubung pada atap Jin Mao Tower difungsikan sebagai konsentrasi tata cahaya ( pemanfaatan pemanfaata n cahaya alami al ami dari luar masuk ke dalam dala m bnagunan). 4. Pada Jin Mao Tower ini Menggunakan Menggunakan pondasi tiang pancang dan tiang bor.
http://dimensi.petra.ac.id/index.php/ars/article/download/16277/16269.. http://dimensi.petra.ac.id/index.php/ars/article/download/16277/16269 Diakses pada 18 september 2017.
17
