Bentang Lebar.pdf

Sistem Struktur

Rabbani Kharismawan 2016

Aksi Pembebanan Pada Sistem Struktur 1. Beban Statis (dead load) 2. Beban Dinamis (live load) 3. Beban angin

4. Tegangan (stress) dihasilkan oleh perbedaan temperatur 5. Tegangan dihasilkan oleh gangguan dalam bentuk lain termasuk pergerakan tanah, getaran, deformasi atau gempa bumi.

MATERIAL YANG SESUAI UNTUK KONSTRUKSI 1. Semua jenis beton bertulang 2. Semua jenis logam (misal baja, baja tahan karat atau alumunium) 3. Semua jenis balok kayu 4. Kayu laminasi (laminated timber) 5. Kombinasi logam/beton bertulang 6. Material tekstil plastik-terlapisi 7. Plastik diperkuat 8. Fiber

Para designer jembatan Forth Rail menggunakan tubuh mereka untuk mendemonstrasikan cara kerja bentang jembatan menggunakan prinsip kantilever.

KEBUTUHAN AKAN STRUKTUR BENTANG LEBAR Aktivitas Komunal ✖ Agar sekelompok orang bisa berkumpul tanpa terhalang oleh kolom ✖ Untuk mengadakan acara keagamaan, sosial dan bersantai

Bangga & Status

Aktivitas Ekonomi

✖ Promosi/pamer bagi pemiliknya dan bahkan kota dimana ia berada.

✖ Untuk produksi dan komersial.

✖ Mendominasi lansekap dan biasanya menjadi landmark.

✖ Misal: atrium pada pusat perbelanjaan, acara pagelaran & promosi.

✖ Ego manusia dan ingin berkompetisi

✖ Misal: pabrik proses produksi.

✖ Perdagangan industri, pameran produk, dll.

STRUKTUR BENTANG LEBAR Klasifikasi bentuk strukturalnya: ✖ Sistem Form-active ✖ Sistem Vector-active

✖ Sistem Section-active ✖ Sistem Surface-active

Non-form-active

Pelat Beton Bertulang Bentuk Wafel

Balok-I Baja Diperkuat

Baja kayu atau pelat lipat beton

Balok Baja Kastela

Semi-form-active

Stressed-skin Panel

Formactive

Rendah Efisiensi Struktur Tinggi

Pelat Beton Bertulang

Balok Kayu

Sederhana

Sederhana

Rangka Batang Kayu & Baja

Space Frame

Rangka Portal Kayu Laminasi Portal rangka Batang

Diperkuat

Arch atau Shell

Tensile Membrane atau Cable Net Sumber: Structure & Architecture, Angus McDonald

SISTEM STRUKTUR FORM-ACTIVE Adalah sistem yang fleksibel, material tidak kaku (non-rigid), dimana pengarahan ulang gayanya dipengaruhi oleh desain bentuk tertentu dan karakteristik kestabilan bentuk

Contoh struktur: 1. Struktur Kabel 2. Struktur Tenda 3. Struktur Pneumatic (berisi udara) 4. Struktur Busur (Arch)

Kabel Paralel

Kabel Radial

Kabel Bi-aksial

Contoh Ilustrasi Struktur Kabel Paralel

Contoh Struktur Kabel dibentuk oleh Busur

Contoh Struktur Tenda

Contoh Struktur Pneumatic

Contoh Struktur Pneumatic

Contoh Struktur Busur

SISTEM STRUKTUR VECTOR-ACTIVE Adalah sistem pendek, solid, komponen linear lurus, dimana pengarahan ulang gayanya dipengaruhi oleh partaisi vektor, misal dengan pemisahan gaya tunggal multi-directional ke elemen tekan atau tarik. Contoh struktur: 1. Rangka Batang Datar 2. Rangka Batang Kurva 3. Rangka Batang Ruang

Rangka Batang Datar

Rangka Batang Kurva

Contoh Ilustrasi Struktur Rangka Batang Datar

Contoh Ilustrasi Struktur Rangka Batang Sendi

SISTEM STRUKTUR SECTION-ACTIVE Adalah sistem kaku, solid, komponen linear, dimana pengarahan gayanya dipengaruhi oleh pergerakan gaya penampangnya. Contoh struktur: 1. Struktur balok 2. Struktur rangka 3. Struktur pelat

1 & 2 Balok Induk

Sistem Balok-grid

1 & 2 Rangka Induk

Struktur Pelat

Struktur Rangka Sendi

Contoh Ilustrasi Struktur Rangka Multi-panel

SISTEM STRUKTUR SURFACEACTIVE Adalah sistem fleksibel atau bidang kaku, mampu menahan tegang, tekan atau geser (shear), dimana pengarahan gayanya dipengaruhi oleh pergerakan gaya penampangnya (sectional). Contoh struktur: 1. Struktur pelat 2. Struktur berlipat 3. Struktur cangkang

Pelat berlipat

Struktur multiinduk

Struktur cangkang

Variasi bentuk struktur berlipat

Contoh struktur cangkang

Kategori bentang lebar Struktur dengan bentang lebih besar dari 20m dapat dikategorikan struktur bentang lebar sebab bentang sebesar ini umumnya tidak dapat dilakukan dengan struktur beton bertulang biasa.

Bentuk Struktur Umumnya Pada Bangunan Struktur Bentang Lebar 1. Beton bertulang (RC) dicetak ditempat (insitu), ditegangkan 2. Beton precast, ditegangkan 3. Baja struktural – didirikan ditempat 4. Baja struktural – prafabrikasi dan dipasang ditempat 5. Portal frame – RC insitu 6. Portal frame – precast 7. Portal frame – baja prafabrikasi

Bentuk Struktur Umumnya (lanjutan) 8. Struktur kabel bersuspensi 9. Struktur berisi udara 10. Struktur kubah lancip (vaulted) atau berusuk 11. Struktur kubah bulat (dome) 12. Struktur cangkang

Sejarah perkembangan struktur bentang lebar

Kubah dari St Paul (kiri) dan katedral St Peter

Atap kubah dan sisi depan/ belakang dari Pantheon, Roma

Sisi eksterior dan interior dari struktur tradisonal barat dengan atap busur atau kubah

Atap kubah

View eksterior dari Crystal Palace tahun 1851 untuk World Fair pertama Panjang 564 m dan tinggi 39 m

Madrid Barajas Airport Richard Rogers

FACTS Komponen desain yang penting termasuk fasilitas parkir, bangunan terminal dan satelit atau bangunan terminal menengah, totalnya sekitar sejuta meter persegi. Mampu menampung 35 juta pengunjung per tahunnya. Ada 40 boarding gates bagi pengunjung yang langsung tersambung ke terminal.

CONCEPT Sebuah model keterbacaan, dengan diagram linear yang jujur dan deretan yang jelas untuk keberangkatan dan kedatangan penumpang

Initial sketches Keterbacaan: Diagram linear yang jujur dan deretan yang jelas untuk keberangkatan dan kedatangan penumpang menyumbang keterbacaan dan manfaat dari terminal bagi pengunjung dan juga pekerja. Energi: Meskipun tidak ada kriteria lingkungan dalam persyaratan, tim desain memutuskan memaksimalkan cahaya alami pada seluruh area pengunjung dan mengurangi ketergantungan cahaya buatan, juga menyediakan pemandangan keluar dan mengurangi pemanasan dengan naungan eksternal yg besar. Ruang Publik: Besarnya skla terminal, khususnya lembah dan pintu masuk utama menghasilkan ruang publik yang penting bagi semua pengunjung.

CONSTRUCTION

The concrete work is in-situ,

Design Concern Memaksimalkan pencahayaan alami, tak ingin tergantung pencahayaan buatan

DETAIL SAMBUNGAN

MILLENIUM DOME

 Type: Exhibition space  Architectural style: Dome  Structural system: Steel &     

tensioned fabric Completed: 1999 Architect: Richard Rogers Structural engineer: Buro Happold Services engineer: Buro Happold Awards and prizes:Royal Academy of Engineering MacRobert Award

Designed with respect to “TIME”  Twelve 100 m-high yellow support towers, one for each month of

the year or each hour of the clock face

 365 m in diameter — one metre for each day of the year  52 m high in the middle – one for every week of the year  Max span is 225 m – representing the workin days in a year

OLYMPIC STADIUM (MUNICH)  Broke ground:

1968  Opened: 26 May

1972  Surface: Grass

pitch  Architect: Frei Otto

Gunther Behnisch Hermann Peltz Carlo Weber  Capacity: 80,000

The Munich Olympiastadion

JAPAN PAVILLION PAPER TUBE STRUCTURES

EXPO 2000 HANNOVER - Germany

Architect : Shiguri Ban Concept and working ideas by Frei Otto

PAPER STRUT’S AND ROOFING DETAIL

BIRDS NEST

 Location: Beijing, China

 Building Type: Public olympic

sports stadium  Construction: Steel frame and

fabric linin  Climate: Temperate  Date: 2008 Timeline  Architect: Herzog and de Meuron

CONCEPT PEOPLE ORIENTED DESIGN

Construction

Jacques Herzog, Pierre de Meuron

Pre- construction process 2003

Pile construction process 2004

The primary steel structure of the Stadium includes 24 curved double columns spaced regularly around the building perimeter.

Secondary and tertiary curved structural elements overlay the primary structural grid.

Each column was fabricated on the ground and set in place, with nodes ready to receive other members of the superstructure.

Horizontal trusses intersect at many locations as they span from the perimeter columns to the central ring The concrete interior structure of Beijing National Stadium was in place before work began on the steel exterior Stairways wind through the exterior structural frame of Beijing National Stadium.

Zero-layer construction scene

Welding of joints

Each steel column location bears an equal share of the superstructure's weight, which totals 45,000 metric tons

The complex overlapping steel structure, though largely open, creates a psychological buffer between inside and out. A translucent shading system is affixed to the underside of the stadium's structure. Beijing National Stadium seats nearly 100,000 spectators. Unusual light fixtures hang within the steel framework of Beijing National Stadium.

Two storey structure construction scene

Four storey structure construction scene

Concrete floor construction completion

March 10,2006 construction scene

March 22,2006 construction scene

Construction scene in first week of June,2006

Work at progress

Construction scene , June 10, 2006

FacadeSteel Truss installation complete

Interior view

The Beijing “Water Cube” National Aquatics Center

The Strand7 Finite Element model of the Water Cube. (source: http://aecmag.com/case-studies-mainmenu-37/36-beijing-waterworld)

 Pete Silver, Will McLean, Peter Evans (2013) Structural

Engineering for Architects: A Handbook

 Heino Engel, Verlag Herd Hatje (1997) Structure Systems

 Francis D. K. Ching, Barry Onouye, Douglas Zuberbuhler (2014)

Building Structure Illustrated

 Presentation Material by Raymond Wang, Single Storey Long

Span Structure

 Presentation Material by Arjun & Jahan, Large Span Structures