Str 1.docx

NAMA: DEWA PUTU BRATA WIADNYANA NIM: 1705522005

SCULPTED HIGH-RISE: THE AL HAMRA TOWER Pada ketinggian 412 m saat selesai, Al Hamra Tower ditetapkan menjadi salah satu bangunan tertinggi di dunia. Contoh ekspresi arsitektur melalui bentuk struktural dalam skala besar, sistem struktural dan bentuk eksterior berkembang bersamaan dalam proses evolusi. Geometri bangunan dihasilkan oleh potongan spiral yang dikurangkan dari volume prismatik sederhana. Dua permukaan yang dihasilkan adalah dinding beton bertulang paraboloid hiperbolik, yang memperpanjang tinggi menara penuh dan ikut serta dalam sistem penahan gaya lateral dan gravitasi. Desain Al Hamra Tower memerlukan pertimbangan karena masalah teknik yang dipersulit baik oleh tinggi dan bentuk struktur. Dinding paraboloid hiperbolik yang dibutuhkan untuk dukungan beban gravitasi dari sayap kantilever bangunan menerapkan beban gravitasi torsional ke inti bangunan yang memerlukan pertimbangan baik deformasi vertikal dan torsi jangka panjang struktur bangunan. 1.

2. Bentuk Al Hamra Desain arsitektur Al Hamra Tower merupakan respons terhadap kondisi lingkungan dan perkotaan. Terletak di sebuah tempat yang dibatasi oleh ruang di sebuah persimpangan terkemuka di pusat Kota Kuwait, Menara Al Hamra adalah bagian dari kompleks bangunan tinggi yang terdiri dari menara perkantoran komersial, podium ritel / hiburan. Pada permulaan keterlibatan Skidmore, Owings & Merrill LLP (SOM) dalam perancangan menara, struktur podium dan parkir sudah dirancang dan sedang dibangun. Sisa lokasi yang tersedia untuk menara tersebut menentukan baik batas rencana dan keselarasan suprastruktur. Terletak tepat di sebelah utara podium ritel dan timur jalan utama, geometri menara yang dibuka ke pintu masuk ritel di barat daya lokasi menara sangat diinginkan. Namun, dengan pandangan teluk utama yang dihargai oleh penyewa kantor sebuah bentuk yang memusatkan ruang kantor ke arah itu lebih disukai. Untuk mengakomodasi kepentingan yang tampaknya bertentangan ini, geometri spiral dikembangkan dengan mengurangkan kuadran rencana lantai persegi yang khas dan secara bertahap memutar bagian yang dikurangkan pada tingkat yang lebih tinggi. Permukaan yang dihasilkan oleh tepi pelat dipotong diartikulasikan sebagai pita kontinu yang menghubungkan dinding geser paraboloid hiperbolik yang membentang dari sudut barat daya dan tenggara inti pusat atap menara. Ekspresi dinding yang berkobar dan eksposur dinding selatan inti pusat memungkinkan penggunaan kaca luas di sisi utara, barat dan timur menara, sekaligus memberikan ukuran perlindungan lingkungan dari sinar matahari padang pasir dengan menghadirkan benda yang hampir padat.

3. Tower Primary Structural System 2.1 Pertimbangan Geometri

Studi awal tentang bentuk memutar dari sisi selatan struktur bangunan mampu memprediksi perilaku global struktur menara dan menyarankan area dalam struktur yang memerlukan pertimbangan cermat selama proses perancangan terperinci. Studi awal dari pusat massa masing-masing diafragma menunjukkan bahwa efek kuadran berputar yang terlepas dari pelat lantai bahwa pusat massa diimbangi ke timur untuk sepertiga bagian bawah menara, kirakira sejajar dengan pusat geometris menara sampai sepertiga tengah tingginya, dan diimbangi ke barat untuk sepertiga atas. Namun, kedua offset ini saling menghapus satu sama lain dan pusat

massa untuk keseluruhan menara sejajar dengan arah timur-barat dengan pusat geometrisnya. Di arah utara-selatan, pusat massa menara kira-kira 7.0m ke arah utara dari pusat geometris menara. Untungnya, kondisi ini sesuai dengan program menara di dalam ekskavasi yang ada di lokasi. Kolom menara yang perlu dibangun di tepi sisi selatan, timur dan barat, bagaimanapun, ada perpanjangan penggalian ke utara di luar tapak menara, yang memungkinkan geometri menjadi bias ke utara sampai cocok dengan massa menara.

Analisis jalur beban melalui struktur juga menyoroti perbedaan besar antara perilaku dinding tenggara dan barat daya. Di dinding yang di sebelah tenggara, dinding geser paraboloid hiperbolik bertumpu pada struktur bangunan. Oleh karena itu hanya area kecil pelat lantai yang berbingkai langsung ke dinding pada setiap tingkat dapat menambahkan beban gravitasi ke dinding. Sebenarnya pada kira-kira setiap 7 dinding memotong kolom perimeter dan jalur beban ada di mana beban gravitasi dapat mengalihkan dinding ke kolom perimeter. Akibatnya dinding yang melintang tenggara relatif ringan dimuat sampai ketinggian dinding penuh. Sebaliknya, dinding barat daya membungkuk jauh dari struktur bangunan. Ini berarti bahwa di lokasi ini beban gravitasi penuh di kolom terputus ini dipindahkan ke dinding yang berkobar. Beban gravitasi yang dihasilkan di dinding berkedip barat daya sangat tinggi - sebenarnya beban gravitasi penuh dari setiap area struktur berbingkai di kuadran barat daya menara dan selatan lokasi dinding yang berkobar di permukaan tanah dibawa oleh dinding ini. Dampak dari konsentrasi beban ini terlihat pada tekanan bantalan rakit dan beban tiang yang ditunjukkan pada bagian sebelumnya, dan juga pada tuntutan lentur dan geser yang dipertimbangkan dalam perancangan pondasi rakit di daerah ini. Pengenalan awal akan pentingnya jalur beban ini memungkinkan tim struktural untuk mempengaruhi perencanaan penggunaan fungsional kuadran barat daya menara. Terutama di setiap lantai atipikal (lantai mekanik, lobi langit, lantai pengungsian), pertimbangan cermat dilakukan di lokasi zona yang membutuhkan kapasitas beban lantai tinggi. Upaya ini termasuk menempatkan tangki penyimpanan air dan peralatan mekanis berat dari kuadran barat daya, dan bila ruang yang tersedia di lantai mekanis atau pengungsian melebihi luas lantai yang diperlukan, menunjuk kuadran barat daya tidak berpenghuni, membiarkan zona ini dirancang dengan menggunakan lantai nominal kapasitas beban.

3.2 Respon Torsional terhadap Beban Gravitasi

Sementara jalur beban yang mengalir melalui dinding yang mudah dipahami, dampak jalur beban pada sistem struktur bangunan dasar memerlukan pertimbangan cermat. Seperti kebanyakan struktur dengan kolom miring dan dinding yang mendukung pembingkaian lantai, gaya horizontal diterapkan pada lempengan di persimpangan elemen miring dan lempengan, lempengan tersebut menambahkan beban gravitasi ke elemen miring, dan beban vertikal pada elemen miring meningkat sesuai dengan itu. Untuk mempertahankan jalur beban aksial, komponen horisontal gaya pada elemen miring harus meningkat bersamaan dengan komponen vertikal, dan untuk memenuhi kesetimbangan statis pada antarmuka slab, pelat harus menerapkan beban horizontal ke persimpangan. Jika elemen miring menjauh dari lempengan, lempengan itu menjadi tegang, jika meluncur ke arah lempengan, masuk ke kompresi. Untuk kondisi spesifik dari dinding yang terdapat di Menara Al Hamra, arah bersandar pada dinding yang selalu didominasi melingkar dan berlawanan arah jarum jam bila dilihat dari atas, oleh karena itu, gaya sejajar searah jarum jam diterapkan pada setiap slab untuk flashing wall intersection. Fig. 2 Analysis Model at Typical Floor

Fig. 3

Static Equilibrium at Flared

Wall

Kekuatan ini masing-masing memberikan momen torsi kontra searah jarum jam pada sistem penahan gaya lateral menara. Efek kumulatif dari momen torsi yang diterapkan pada tiap lantai diafragma adalah momen torsi bersih yang diterapkan pada sistem lateral struktur yang meningkat dari nol di atas struktur sampai maksimum di dasar bangunan. Saat torsi ini

menyebabkan bentuk pengulangan terpelintir yang diamati dengan jelas pada hasil model analisis elemen hingga saat dikenai beban gravitasi saja.

3.3 Lateral Force Resisting System

Sistem lateral untuk menahan kombinasi angin dan pengendali gravitasi terdiri dari inti dinding geser beton bertulang di depan yang dilengkapi dengan kerangka perimeter momen perimeter. Inti dinding geser dirancang dengan dinding yang lebih tebal di sekeliling inti, mengoptimalkan penempatan material untuk memaksimalkan ketahanan inti terhadap beban gravitasi yang diinduksi torsi. Dinding yang terhubung kembali ke inti juga ikut serta dalam sistem penahan gaya lateral. Meskipun kombinasi beban desain angin mengendalikan rancangan sistem penahan gaya lateral, beban desain seismik tidak signifikan. Oleh karena itu, desain seismik penuh Menara Al Hamra dilakukan pada Sistem Resistensi Seismik yang ditunjuk. Sebagai inti dinding geser menolak sebagian besar kekuatan yang diinduksi angin, ditentukan bahwa pendekatan yang paling efisien terhadap desain seismik menara hanya untuk menunjuk pada dinding geser beton bertulang menjadi Sistem Resistance Seismik. Hal ini memungkinkan desain seismik penuh menara dilakukan tanpa perlu menambah penggunaan bahan di manapun dalam struktur. Dinding geser beton bertulang di Al Hamra Tower bervariasi dari ketebalan 1200mm sampai 300mm, dan dari 80MPa sampai 50MPa dengan kuat tekan (kekuatan tekan kubus). Balok balok momen tahan biasanya 800mm dengan lebar 600mm dan dituang dengan framing lantai menggunakan beton 40MPa (kekuatan tekan kubus).

3.4 Gravity Force Resisting System Sistem resistivitas gaya gravitasi untuk Al Hamra Tower memerlukan pertimbangan lebih dalam daripada desain menara konvensional. Lapisan lempeng di tempat melingkar secara melingkar ke balok beton bertulang diperkuat sendiri yang membentang di antara bingkai inti dan perimeter. Namun geometri yang tidak biasa dari menara tersebut menghasilkan beban signifikan yang ditransfer antara dinding dan intinya melalui diafragma beton bertulang. Daripada hanya berpartisipasi dalam sistem penahan gaya lateral, diafragma merupakan bagian integral dari gaya gravitasi yang melawan sistem. Meningkatnya pentingnya diafragma berarti bahwa jarak balok gravitasi yang lebih lebar dan lempengan tebal lebih disukai daripada solusi yang lebih konvensional dengan balok gravitasi yang lebih sering dan lempengan yang lebih tipis. Dengan menggunakan lempengan 160mm yang membentang di antara balok pada 6,0 m di tengahnya, hanya sedikit bahan yang lebih banyak digunakan daripada solusi dengan lempengan tipis yang mencakup 3.0m di tengahnya, namun sebagian besar bahan yang digunakan berkontribusi pada kapasitas geser lempeng diafragma.Balok gravitasi beton bertulang 700mm dalam kurungan 10,6 m di antara bingkai inti dan perimeter. Kolom perimeter bervariasi dari 1200mm persegi sampai 700mm persegi. Kolom komposit digunakan dari tingkat pondasi alas sampai tingkat 29, dengan bagian kolom baja W360 tertanam dengan berbagai bobot, memungkinkan kolom persegi seluas 1100mm dapat digunakan di semua lantai kantor yang khas dari tingkat 40 sampai ke tingkat 5. Kolom persegi 1200mm diperlukan di bawah tingkat 5 Karena meningkatnya ketinggian di setiap lantai dan tingkat tinggi podium. Beton bertulang di kolom perimeter berkisar antara 80MPa sampai 50MPa (kekuatan tekan kubus), dan framing balok dan balok seluruhnya dibangun menggunakan beton 40MPa (kekuatan tekan kubus).

2.5 Analisis dan Desain Menara

Analisis dan perancangan struktur menara didasarkan pada hasil serangkaian model analisis elemen hingga tiga dimensi yang berjalan secara paralel. Model servis digunakan untuk menentukan periode bangunan dasar bangunan, yang digunakan dalam perhitungan kekuatan desain seismik dan dalam membangun beban angin perancangan melalui pengujian terowongan angin yang dilakukan oleh BMT. Model ini juga digunakan untuk memverifikasi bahwa strukturnya cukup kaku untuk memenuhi kriteria yang bagus untuk proyek (ketinggian / 500

untuk beban angin desain periode pengembalian 50 tahun). Model desain angin digunakan untuk desain inti dinding geser dan bingkai penahan momen perimeter saat dikenai kombinasi gravitasi dan kombinasi beban angin. Pengubah kekakuan retak digunakan pada elemen sistem penahan gaya lateral sesuai dengan ketentuan ACI-318M. Desain dinding geser kemudian diverifikasi dengan menggunakan model desain seismik, yang menerapkan semua kombinasi beban seismik ke model analisis yang telah dimodifikasi dengan momen melepaskan ujung masing-masing balok momen perimeter yang menahan momen. Dengan cara ini, layout penguat yang dirancang dengan menggunakan model desain angin diverifikasi sebagai cocok untuk melawan beban seismik dengan hanya menggunakan sistem penahan gaya seismik. Terakhir, karena bangunan itu berputar secara elastis di bawah beban gravitasi, dinding di sekeliling inti yang terutama menahan momen puntir yang diaplikasikan pada inti melalui kekakuan geser dan kelurusan melingkar mereka relatif terhadap pusat kekakuan inti (a tabung torsi). Dinding geser ini mengalami deformasi geser elastis, namun karena beban yang diterapkan permanen, dapat diperkirakan bahwa dinding ini juga akan merayap sehingga mengakibatkan deformasi inelastis tambahan pada dinding dan karena itu memutar core wall. Besarnya deformasi yang diperkirakan sulit untuk dihitung, namun estimasi terbaik dari nilai ini ditetapkan dengan menggunakan rekomendasi untuk deformasi geser karena creep pada balok dalam yang dibuat dalam laporan komite ACI 209, Prediksi ACI 209R-92, Shrinkage dan Temperature pada Struktur Beton. Prosedur ini menggambarkan suatu pendekatan untuk estimasi modulus geser efektif untuk elemen beton yang akan menghasilkan deformasi geser jangka panjang yang diantisipasi saat mengalami tegangan geser. SOM menggunakan prosedur ini untuk memperkirakan kekakuan geser efektif yang sesuai untuk dinding geser dan menjalankan model kompatibilitas creep torsional untuk menyelidiki pengaruh penurunan kekakuan efektif pada inti dan elemen struktur lainnya. Analisis ini menegaskan bahwa yang dapat dengan mudah diprediksi regangan pada fenomena tegangan konstan. Mengurangi kekakuan geser core wall menyebabkan peningkatan gravitasi yang disebabkan oleh menara, namun sedikit peningkatan kekuatan pada salah satu dinding geser. Untuk memastikan kesesuaian kerangka perimeter dengan kekakuan torsi yang mungkin dikurangi inti, SOM merancang kerangka perimeter untuk secara elastis menahan kekuatan tambahan yang diamati pada bingkai momen perimeter yang dihasilkan dari peningkatan gravitasi jangka panjang ini.

BOSJAS CHAPEL A. Deskripsi Bangunan Kapel baru, yang berada di kebun anggur di Afrika Selatan, dirancang oleh Coetzee Steyn dari London yang berbasis di London, Steyn Studio yang di bangun pada tahun 2016 dengan luas 430 m². Bentuk pahatannya yang tenang mengemulasi siluet pegunungan di sekitarnya, memberikan penghormatan kepada patung-patung bersejarah Cape Dutch yang menghiasi lanskap pedesaan di Western Cape. Dibangun dari cangkang cor beton tipis, atap menopang dirinya karena setiap undulasi secara dramatis jatuh untuk memenuhi tanah. Di mana setiap gelombang struktur atap naik ke puncak, hamparan kaca yang disatukan terpusat oleh sebuah salib menyemai fasad. Di dirikan di atas tanah yang datar memberikan titik fokus pada site tersebut. Penanaman buah anggur dan kebun delima membuat oasis di sekitar site yang tandus. Terinspirasi dari Alkitab Mazmur 36:7, dengan bentuk putihnya yang dinamis yang terlihat melayang di lembah yang tandus. Kemudian refleksi dari kolam menegaskan ketebalan struktur dari bangunan tersebut

B. Studi Analisis Bosjas Chapel dari Prespektif Arsitektural: 1. Denah Benntuk denah dari bangunan kapel ini hanyalah persegi panjang sederhana. Bangunan bertingkat satu ini ditinggikan di lahan yang berdiri sejajar dengan air, memberikannya penampilan setelah gelap melayang tepat di atas kolam. 2. Penampilan fasad

Walaupun dengan denah yang sangat sederhana berbentuk persegi panjang bangunan ini mempunyai tampilan eksterior yang menarik dan dinamis. Bangunan ini di bangun di atas pond/kolam yang membuatnya terlihat melayang ketika malam menjelang.

3. Dampak Visual Salah satu kapel yang terdapat di afrika selatan ini setelah di bangun, menjadi landmark dan titik fokus bagi site di sekitarnya yang tandus. Bangunan ini juga merefleksikan gunung-gunung yang terdapat di sekitarnya. 4. Bentuk Keseluruhan

Denah gedung ini menyatakan kesederhanaan yang terwujud dalam bentuk denah yang hanya berbentuk persegi panjang namun tetap terlihat dinamis dengan bentuk atap yang bergelombang. 5. Interior Bangunan Interior bangunan yang di fungsikan sebagai tempat ibadah atau kapel ini cenderung simpel dan minimalis, dengan hanya terdapatnya kursi-kursi bagi para jemaat dan satu buah mimbar bagi pastur.

6. Langgam Arsitektur Bangunan Bosjas Chapel berlanggam deskontruktif dengan bentuk atapnya yang sangat dinamis.

C. Studi Analisis Bosjas Chapel dari Prespektif Struktural 1. Bentuk Struktur dan Dimensi Bentuk bangunan yang terlihat kotak jika di lihat dari atas ini hanya menggunakan satu struktur utama yaitu struktur cangkang. 2. ekuatan dan Stabilitas Siste m struktur cangkang Bosjas Chapel adalah bentuk struktural berdimens i tiga yang kaku dan tipis serta mempuny ai permukaan yang lengkung. Beban-beban yang bekerja pada permukaan cangkang diteruskan ke tanah dengan menimbulkan tegangan geser, tarik, dan tekan pada arah dalam bidang (inplane) permukaan tersebut. 3. Kekakuan Struktur Gaya-gaya yang harus didukung dalam struktur cangkang Bosjas Chapel disalurkan secara merata melalui permukaan bidang sebagai gaya-gaya membran yang diserap oleh elemen strukturnya. Gaya-gaya disalurkan sebagai gaya normal, dengan demikian tidak terdapat gaya lintang dan lentur. Resultan gaya yang tersebar diserap ke dalam struktur dengan gaya tangensial yang searah dengan kelengkungan bidang permukaannya. D. Kesimpulan Bangunan struktur bentang lebar berbeda dengan bangunan biasa lainnya. Bangunan bentang lebar merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan ruang bebas kolom yang selebar dan sepanjang mungkin. Bangunan bentang lebar biasanya digolongkan secar umum menjadi 2 yaitu bentang lebar sederhana dan bentang lebar kompleks. Bentang lebar sederhana berarti bahwa konstruksi bentang lebar yang ada dipergunakan langsung pada bangunan berdasarkan teori dasar dan tidak dilakukan

modifikasi pada bentuk yang ada. Sedangkan bentang lebar kompleks merupakan bentuk struktur bentang lebar yang melakukan modifikasi dari bentuk dasar, bahkan kadang dilakukan penggabungan terhadap beberapa sistem struktur bentang lebar. Bosjas chapel termasuk dalam bangunan bentang lebar sederhana karena hanya memakai satu struktur utama. Sistem struktur yang di pergunakan adalah struktur cangkang yang kaku namun tetap dinamis. Penggunaan struktur cangkang beban yang di dapat pada bangunan di salurkan ke tanah. Bentuk 3 dimensional juga dibuat dari batang-batang kaku dan pendek pada Bosjas Chapel. Struktur seperti ini pada hakikatnya adalah struktur cangkang karena perilaku strukturalnya dapat dikatakan sama dengan permukaan cangkang menerus, hanya saja tegangannya tidak lagi menerus seperti pada permukaan cangkang, tetapi terpusat pada setiap batang. Struktur demikian baru pertama kali digunakan pada awal abad XIX. Kubah Schewedler, yang terdiri atas jaring-jaring batang bersendi tak teratur, misalnya, diperkenalkan pertama kali oleh Schwedler di Berlin pada tahun 1863, pada saat ia mendesain kubah dengan bentang 132 ft (48 m). Struktur baru lainnya adalah menggunakan batang-batang yang diletakkan pada kurva yang dibentuk oleh garis membujur dan melintang dari suatu permukaan putar. Banyak kubah besar di dunia ini yang menggunakan cara demikian. Struktur Cangkang pada Bosjas Chapel menjanjikan bentang yang cukup untuk sebuah kapel dengan bentuk yang deskontruktif dan dinamis namun tetap berdiri secara kokoh dan aman bagi civitas di dalamnya.