Kajian Sistem Struktur Bangunan Tinggi yang Terpengaruh

Kajian Sistem Struktur Bangunan Tinggi yang Terpengaruh oleh Bentuk Twist

Tommy Tanedy, Widyarko

1,2. Departemen Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstrak

Pertambahan penduduk disertai semakin minimnya ruang membuat pembangunan ke arah vertikal. Pembangunan ini didukung oleh perkembangan teknologi sehingga bentuk high-rise menjadi kompleks, salah satunya adalah bentuk twist. Bentuk twist ini didukung oleh sistem struktur baik dari gaya eksternal (alam) maupun gaya dari internal (bangunan dan twist). Untuk mengkaji lebih dalam pengaruh twist dan sistem struktur terhadap ruang yaitu dengan menganalisis studi kasus dengan metode deskriptif. Pada Turning Torso penggunaan ruang secara vertikal lebih banyak akibat penggunaan kantilever dan core yang tebal. Berbeda dengan The Grove dan Cayan Tower, ruang yang dihasilkan tidak terhalang oleh struktur. Selain itu, ketiga studi kasus memaksimalkan penataan ruang (free floor plan) dengan menerapkan lantai bebas kolom (free-column space) dan lantai tipikal.

Study of The Structural System in Twisted High-rise Buildings

Abstract

The growths of population are accompanied by lack of space that makes the construction keep going through the vertical direction. This development was supported by technology that the form of high-rise is getting complex, which is the form of twist. The twisted form has to bear the external force, such as nature, and also the internal force from the twist itself. Thus, this kind of buildings need to be supported with a certain structural system. To examine more deeply the influence of twist and the structural system toward space is by analizing a case study by using descriptive method. At Turning Torso, usage of the vertical space is more due to the usage of cantilever and thick core. In contrast to The Grove and Cayan Tower, the resulting space is not hindered by the structure. In addition, this three case studies maximize the arrangement of space (free floor plan) by applying free-column space and typical floor.

Keywords: twist, structural system, high-rise, space

Pendahuluan

Perkembangan teknologi menimbulkan perubahan yang pesat dalam bidang arsitektur.

Perkembangan tersebut tidak hanya berdampak pada bangunan rendah, tetapi juga terjadi

pada bangunan tinggi. Kehadiran bangunan tinggi sendiri membuat kebutuhan sistem struktur

dan penerapan material yang berbeda dari bangunan rendah. Selain itu, perkembangan

teknologi juga digunakan untuk mendukung bentuk-bentuk baru yang lebih merespon kondisi

tapak seperti bentuk twist.

Kajian sistem ..., Tommy Tanedy, FT UI, 2016

Bentuk baru yang bermunculan juga tidak hanya sebagai suatu citra estetika, tetapi juga

membawa pengaruh yang berbeda terhadap ruang yang dibentuk dan tetap memperhatikan

nilai bangunan tinggi. Nilai tersebut sudah ada sejak dulu ketika bangunan tinggi dibangun

yaitu untuk mengatasi kelangkaan tanah (ruang) yang semakin menipis (Bryan Stafford

Smith, Tall Building Structures, 1991, p. 1).

Pada awal kemunculan bangunan tinggi hanya gaya gravitasi yang diperhitungkan. Hal ini

karena material dan sistem struktur dari masonry (tumpukan batu) saat itu memiliki beban

yang sangat berat sehingga dapat menahan gaya angin (Mehmet Halis Günel, 2014). Dengan

semakin tinggi bangunan, aspek gaya yang diperhitungkan menjadi lebih banyak dibanding

bangunan rendah, misalnya gaya lateral. Oleh karena itu, kehadiran teknologi dimanfaatkan

untuk menunjang perkembangan sistem struktur dan material yang lebih efisien dalam

menunjang bentuk baru yang lebih kompleks.

Kemunculan bentuk baru yang lebih kompleks terutama bentuk twist, telah banyak

diaplikasikan pada bidang arsitektur. Namun, bentuk twist ini baru mulai diterapkan pada

bangunan tinggi pada akhir abad ke-20. Pengaplikasian bentuk ini tentunya membawa

perubahan yang cukup pesat karena dinilai oleh orang awam hingga arsitek sebagai sebuah

gerakan berani dan baru. Di samping itu, bentuk twist tersebut memunculkan aspek torsion

(puntiran) dari bentuk bangunan. Dengan begitu, arsitek ditantang untuk menemukan sistem

struktur yang dapat mengakomodasi bentuk twist. Selain itu, penggunaan sistem struktur yang

berbeda tersebut berpengaruh pada ruang yang dihasilkan juga akan berbeda.

Kemudian pernyataan penelitian yang muncul antara lain: apa saja jenis bentuk twist yang

ada? Apa yang menjadi faktor penerapan bentuk twist? Bagaimana sistem struktur yang ada

pada bangunan tinggi saat ini? Bagaimana dampak twist terhadap sistem struktur dan kaitan

antara twist dengan sistem struktur terhadap ruang?

Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah untuk memahami jenis-jenis twist yang ada dan

bagaimana sistem struktur bangunan tinggi yang dapat mendukung maupun mengikuti bentuk

twist. Dilanjutkan meninjau dampak sistem struktur tersebut terhadap ruang yang tercipta.

Tinjauan Teoritis


Dalam dunia arsitektur, kita banyak mendengar istilah twist dan torsion. Kedua istilah

tersebut dapat membingungkan orang mengenai arti dari istilah itu yang dikatakan hampir

serupa. Dalam Merriam Webster (Merriam-Webster, 2015) dijelaskan bahwa twist atau dalam

bahasa Indonesia yaitu pelintir mempunyai arti:

- tobendorturn(something)inordertochangeitsshape

- tobendorturn(something)intoashapeorpositionthatisnotnormalornatural

- toturn(something)inacircular

Dengan begitu, pelintir (twist) dapat disimpulkan sebagai suatu aksi. Sedangkan dalam

MerriamWebster(Merriam-Webster,2015)dijelaskanbahwatorsionadalah

- thetwistingorwrenchingofabodybytheexertionofforcestendingtoturnone

endorpartaboutalongitudinalaxiswhiletheotherisheldfastorturnedinthe

oppositedirection

- thestateofbeingtwisted

Dengan begitu, torsion merupakan reaksi yang terjadi oleh twist. Hal didukung lagi oleh

Brokaw (2002:7):

“Twist is torsion, butnotall torsion is twist. Inmany contexts, the terms twistand

torsionareusedinterchangeably.”

Untuk kemudian akan digunakan istilah twist dalam pembahasan berikutnya yang pada

dasarnya arsitek dengan sengaja melakukan aksi twist terhadap desain bangunan. Twist sendiri

memiliki berbagai macam bentuk, tetapi yang akan dibahas adalah sesuatu bidang yang

dipelintir (twisted surface). Twisted surface menurut Vollers (2001:20):

Atwistedsurfacecanbedescribedinvariousway:

1. Accordingtotheconventionaldefinition

Itisasurfacecomposedofstraightlines,whereadjacentlinesarenotparallel(inthat

case itwouldbeaplanarora single-curved surface), nordo they intersect (then it

wouldbeaplanaroraconicalsurface)

2. Accordingtothedefinitiondevelopedinthisproject

Itisasurfacebuiltupfromlinesbyshiftingandrotation,wherebyonecomponentof

therotationdirectionisperpendiculartotheshiftingdirection

Untuk pembahasan dalam tulisan ini, penggunaan twist akan mengacu kepada pernyataan

kedua Kaler Vollers yang mana terdapat satu garis sumbu yang tegak lurus terhadap rotasi


(Gambar 2.13). Untuk lebih jelasnya yakni permukaan atas dan bawah memiliki arah yang

berbeda.

Gambar 1. Objek yang terpelintir Sumber: Twist&Build, hal. 19

Menurut Vollers (2001:52), twisted surface dapat dibedakan berdasarkan bentuk geometrinya

dan bentuk twist tersebut terjadi akibat adanya proses shifting dan rotating.

Gambar 2. Jenis extrude Sumber: Twist&Build, hal. 53

Jika suatu bidang diberikan aksi shifting (pergeseran) maka yang akan dihasilkan hanyalah

sebuah bentuk extrude (bentuk yang ditarik). Extrude karena shifting sendiri terbagi menjadi

tiga jenis yaitu, orthogonal / tegak lurus terhadap bidang (Gambar 2.14-1), angler / memliki

derajat kemiringan terhadap bidang (Gambar 2.14-2), dan slider / memiliki derajat lengkung

terhadap bidang(Gambar 2.14-3).

Melanjutkan pernyataan Vollers (2001), twist akan muncul jika terjadi shifting dan rotating.

Dari extrude (hasil shifting) sebelumnya diberikan aksi rotating yang akan menghasilkan tiga

jenis twisting.


Gambar 3. Jenis twist Sumber: Twist&Build, hal. 53

Yang pertama disebut twister (Gambar 2.15-10) adalah rotating the orthogonal extrude secara

vertikal sedangkan yang kedua disebut roto-twister (Gambar 2.15-11) adalah rotating the

orthogonal extrude namun secara horizontal. Dan yang terakhir angled-twister (Gambar 2.15-

12) dan sliding-twister (Gambar 2.15-13) adalah rotating the angler extrude dan slider

extrude mengikuti sumbu secara vertikal yang dibentuk oleh angler (sudut tertentu) dan slider

(pergerseran) (Vollers, 2001, p. 53).

Untuk mendukung bentuk twist tersebut, bangunan tinggi memerlukan sistem struktur yang

berbeda dan lebih kompleks dibandingkan bangunan rendah dan pilihan sistem struktur juga

terbatas seiring dengan tingginya bangunan. Oleh karena itu, dalam prosesnya, arsitek dan

ahli struktur saling bekerja sama. Pernyataan ini didukung oleh Schueller (High-rise Building

Structures. 1977:3):

Thearchitectmustappropachthedesignofabuildingasatotalsysteminwhichthe

physicalsupportstructureasanorganicpartgrowswiththedesignofthebuilding;

structurecannotbeconsideredseparatelyasanunrelatedadditiontobepluggedinto

thefunctionalspacelaterbytheengineer.

1. Shear Core dengan Cantilever dan Suspended System

Struktur core, sebagai struktur vertikal, bersama dengan kantilever atau suspensi,

sebagai struktur horizontal, membentuk sistem struktur yang memberikan keuntungan

dalam hal penataan ruang maupun bentuk bangunan.

12

13


Gambar 4. Cantilever and suspension with core Sumber: High-rise Building Structure, hal. 88

2. Tubular

Sistem struktur tabung diperkenalkan oleh Fazlur Khan dari ahli struktur S.O.M. Saat

sekarang, empat dari lima bangunan tinggi menggunakan sistem struktur tabung.

Penggunaan sistem struktur ini karena 50% lebih efisien dalam penggunaan material

per meter persegi dibanding sistem struktur rangka. Dinding tabung ini terdiri dari

kolom yang berjajar di selubung bangunan dan dikaitkan dengan balok tebal. Dinding

tersebut mengakibatkan struktur fasad dalam merespon gaya lateral dan

menghilangkan interior diagonal bracing atau shear wall.

Gambar 5. Tubular structure Sumber: High-rise Building Structure, hal. 102

i. Tube in tube

Struktur tabung (Gambar 2.29a) semakin kaku dengan hadirnya tabung di

bagian dalam yang dapat dikatakan sebagai core (Gambar 2.29b). Kedua

tabung ini bekerja sama sebagai satu kesatuan untuk menahan beban gravitasi

maupun beban lateral.


Gambar 6. Tube in tube (sistem tabung+core) Sumber: High-rise Building Structure, hal. 106

Dengan penggunaan sistem stuktur untuk mendukung bentuk twist, tentunya turut berdampak

terhadap ruang. Hal ini karena ruang merupakan elemen yang penting dalam arsitektur.

Secara harfiah, ruang (space) berasal dari bahasa Latin, yaitu spatium yang berarti ruangan

atau luas (extent). Ruang berasal dari bahasa Yunani yaitu sebagai tempat (topos) atau lokasi

(choros) yaitu ruang yang memiliki ekspresi kualitas tiga dimensi. Selain itu, ruang menurut

Aristoteles adalah suatu yang terukur dan terlihat, dibatasi oleh kejelasan fisik, batasan yang

terlihat sehingga dapat dipahami keberadaanya dengan jelas dan mudah (Designerindy, 2011).

Dengan begitu, ruang pada bangunan tinggi adalah suatu yang terukur dan terlihat akibat

dibatasi oleh fisik yang jelas secara tiga dimensi sama seperti pada bangunan rendah, namun

disusun secara vertikal dengan komposisi banyak lantai. Ruang pada bangunan tinggi pada

umumnya diciptakan agar mencapai free-column space dan free-floor plan. Dari free-column

space memiliki arti “designed with minimum or no interior columns”. Maksud dari kolom

yang sedikit atau tidak ada ini ditinjau dari sisi terluar bangunan hingga ke pusat bangunan

(core). Berbeda dengan free-floor plan yang memiliki arti “maximum flexible layout” atau

penataan ruang dengan tingkat fleksibilitas yang maksimal (Ayşin Sev, 2009).

Metode Penulisan Metode yang digunakan dalam penulisan skripsi ini merupakan metode deskriptif yaitu kajian

teori dan literatur yang didapat dari berbagai sumber media, seperti internet, buku, jurnal

online, forum internasional, dan sebagainya. Untuk preseden sebagai studi kasus, penulis

menggunakan metode kualitatif dalam hal menganalisis.

Hasil Penelitian

a b c


1. Studi Kasus I: Turning Torso

Turning Torso adalah bangunan setinggi 54 lantai (190 m) karya Santiago Calatrava, yang

berlokasi di Malmo, Swedia. Bangunan ini terdiri atas sembilan set kubus (Gambar 3.1)

dengan fungsi bangunan sebagai berikut: kantor pada dua set kubus terbawah dan residential

(147 unit) pada tujuh set kubus lainnya. Turning Torso berawal dari sketsa Santiago Calatrava

yang berbentuk seperti lekuk tubuh manusia yang memuntir (Gambar 3.2). Bangunan terdiri

atas sembilan set kubus yang tiap set berisi lima lantai (Gambar 3.4) yang berotasi sebesar

1.6º dengan total rotasi dari bawah hingga atas sebesar 90º (Gambar 3.3) (arcspace.com,

2005).

Gambar 7. 9 Set Kubus Turning Torso. 2005 Sumber: http://www.arcspace.com/features/santiago-calatrava/turning-torso/ (2/5/16 11.48AM)

Pada Turning Torso, semua beban baik beban gravitasi maupun beban lateral yang bekerja

pada bangunan disalurkan melalui struktur utama yaitu core. Core tersebut secara langsung

bersinggungan dengan lantai kantilever yang berotasi. Selain core juga terdapat perimeter

column dan exo-skeleton (Lomholt, 2014).

Gambar 8. Turning Torso plan Sumber: http://www.dac.dk/da/dac-life/copenhagen-x-galleri/cases/turning-torso/ (3/5/16 10.00)

9. Residential 8. Residential 7. Residential 6. Residential 5. Residential 4. Residential 3. Residential 2. Office 1. Office

Cantilever Slab

Exo-skeleton: Steel Spine

Concrete Perimeter Column

Core

Steel Truss

Steel Perimeter Column

Spine Column


Pada bagian slab bangunan terdapat dua sistem slab yang bekerja. Di bagian bawah set kubus

terdapat struktur slab kantilever kerucut (conical cantilever slab) setebal 90 cm, kemudian

lima lantai di atasnya menggunakan struktur flat slab setebal 27 cm. Penyebaran gaya dari

lima lantai di atasnya mengalir secara horizontal oleh flat slab dan diteruskan melalui

perimeter column / kolom yang berada di sisi terluar bangunan.

Gambar 9. Aliran gaya gravitasi Sumber: Diagram pribadi

Selain itu, terdapat spine column (kolom yang berada di ujung lancip kerucut) yang terbuat

dari beton dan menerus dari atas sampai bawah dan ditopang oleh pile foundation. Fungsi

spine column ini sendiri turut membantu core dalam meneruskan gaya gravitasi dan gaya

lateral. Spine column juga terhubung dengan struktur steel spine atau juga disebut exo-

skeleton (struktur yang terletak di luar bangunan) melalui batang stabilisator yang terhubung

di tiap lantai.

Exo-skeleton mengikuti bentuk twist dan lebih berfungsi untuk menahan gaya lateral yang

diakibatkan oleh angin pada kondisi lapangan yang sering terjadi angin kencang. Exo-skeleton

ini juga terhubung ke concrete perimeter column dengan bantuan steel truss horizontal dan

diagonal di tiap lantai teratas set kubus (Lomholt, 2014; designbuild-network.com, 2011).

Batang penstabil Truss diagonal dan horizontal

Exo-skeleton : steel spine

Spine Column Concrete perimeter column

Core

Flat Slab

Cantilever-Truss Slab

Perimeter Column

Gaya gravitasi melalui flat slab

Diteruskan ke bawah oleh perimeter column Masuk ke core melalui cantilever-truss slab

Sumbu y Sumbu x


Gambar 10. Struktur pendukung core

Sumber: http://architectism.com/the-stunning-turning-torso-in-malmo-sweden/ (2/5/16 10.30PM)

2. Studi Kasus II: The Grove, Miami

The Grove secara umum merupakan bangunan persegi yang dipelintir dengan luas area 58.900

m2. Dibangun oleh BIG (Bjarke Ingels Group) mulai tahun 2012 dan selesai pada tahun 2014

dengan ketinggian 20 lantai atau sekitar 96 meter. Bangunan ini terdiri atas 2 tower yang

berfungsi sebagai residential dengan komposisi per unit 3-5 kamar tidur (Jordana, 2013).

Gambar 11. The Grove at Grand Bay. 2014 Sumber: www.big.dk (2/5/16 5.30PM)

Pada tower Utara, bentuk dasar bangunan merupakan persegi panjang yang dipelintir secara

menerus. Sedangkan pada tower Selatan, terdapat peraturan yaitu bentuk dasar harus berbetuk

kotak dengan penambahan panjang lantai bertambah seiring bangunan bertambah dan

dipelintir (Luis Ramirez, 2014). Bentuk twist pada 2 tower ini juga diperkuat dengan

kehadiran kolom yang ikut twist menerus dari bawah hingga atas.

Gambar 12. Denah The Grove (Diolah kembali) Sumber: http://global.ctbuh.org/resources/papers/download/2501-structural-challenges-of-twisting-towers.pdf, hal.479

Tower Selatan

Tower Utara

Skyline

Marina


Struktur utama bangunan ini adalah core yang dibantu oleh slope-twisted column (kolom twist

yang menerus). Karena semua kolom terpelintir dengan arah yang sama, terbentuk efek

puntiran yang memungkinkan bangunan berputar dan jatuh ke tanah. Untuk mengatasi hal

tersebut, slab menggunakan post-tension slab (slab yang berisi kabel baja untuk

meningkatkan daya tarik) yang berfungsi meneruskan gaya dari kolom ke core yang menjadi

satu-satunya struktur yang lurus dari bawah ke atas. Di samping itu, slab juga bekerja seperti

pile cap yang berfungsi untuk mengunci kolom-kolom yang terpelintir sehingga kaku

(Vincent DeSimone, 2015, pp. 479-480).

Meninjau lebih lanjut, gaya puntiran bangunan dan gaya lateral dari angin dapat membuat

tebal core mencapai 1.8 m yang sangat memakan ruang. Penggunaan core komposit

(gabungan pelat baja setebal 10 cm dan beton 75 cm) dapat memiliki kekuatan yang setara

dengan core setebal 1.8 m dengan teknik konvensional. Hal ini tentunya juga dibantu oleh

hat-truss (truss baja yang dirangkai) (Gambar 3.16) yang berada pada atap tower dan

berfungsi untuk mengunci kolom-kolom dibagian teratas serta menyalurkan sembilan lantai

beban teratas ke bagian core (Vincent DeSimone, 2015, pp. 480-481). Hat-truss ini sendiri

memiliki cara kerja seperti suspended system yang menggantung beberapa lantai di bawahnya

lalu disalurkan ke paling atas dan menuju core.

Gambar 13. Kiri: Hat-trus. Kanan: Suspended system with core Sumber: Kiri: http://global.ctbuh.org/resources/papers/download/2501-structural-challenges-of-twisting-towers.pdf, hal.480.

Kanan: High-rise Building Structure, hal. 88

Penggunaan slope-twisted column di satu sisi memiliki kelebihan, namun di sisi lain memiliki

kekurangan. Kekurangan tersebut akan muncul ketika slope-twisted column bersinggungan

dengan partisi yang ada di dalam bangunan. Hal ini disebabkan oleh singgungan bukan hanya

secara horizontal atau vertikal yang masih dapat diukur dengan presisi, melainkan secara

diagonal yang berbeda ukuran. Oleh karena itu, dibutuhkan usaha untuk penanganan yang

jauh lebih kompleks.

Hat-truss


Gambar 14. Kiri: Contoh kolom pada The Grove. Tengah: Slope-twisted column secara perspektif bersinggungan dengan partisi. Kanan: Tampak kanan.

Sumber: Kiri: www.designboom.com (11/5/16 10.56PM). Tengah dan kanan: Pribadi

3. Studi Kasus III:

The Cayan Tower adalah bangunan karya S.O.M (Skidmore, Owings & Merrill) yang juga

merupakan pelopor sistem struktur tubular. Bangunan ini terletak di Dubai Marina, UEA,

dibangun mulai tahun 2006 dan baru selesai tahun 2013 akibat kendala pada bagian pondasi

yang terhambat air yang meluap. Bangunan ini difungsikan sebagai residential sebanyak 495

unit dan memiliki 75 lantai setinggi 306.4 meter (Deulgaonkar, 2013). Menurut Direktur

Desain S.O.M, Ross Wimer, lantai bangunan berbentuk seperti logo “Chevron” segi-enam

yang diputar 1.2º per lantai sehingga membentuk bangunan twist sebesar 90º (Shapiro,

2013). Putaran ini terjadi akibat peraturan wilayah yang mana entrance bangunan harus

menghadap ke bagian waterfront Dubai Marina, sedangkan arsitek melihat potensi view yang

sangat menarik bagi resident sehingga bagian atas bangunan diputar menghadap ke Arabia

Gulf (The Angry Architect, 2013).

Gambar 15. Site Cayan Tower dan arah view Sumber: http://ctbuh.org/TallBuildings/FeaturedTallBuildings/FeaturedTallBuildingArchive2014

/CayanTowerDubai/tabid/6819/language/en-US/Default.aspx (2/5/16 9.00PM)

S.O.M menerapkan pembedaan antara kolom yang miring ke samping maupun ke

depan/belakang sesuai dengan ketinggian lantai. Kolom-kolom bekerja seperti sistem struktur

tubular yang di-stacking dan digeser 30-35 cm ke samping dan dimiringkan sebanyak 10º ke

Arabia Gulf

Dubai Marina


depan atau ke belakang agar dapat bertemu dengan balok dan kolom yang menopang lantai di

atasnya. Step-twisted column tersebut bekerja untuk menahan gaya gravitasi yang kemudian

ditransfer oleh flat slab beton ke arah core dan memiliki sifat kerja seperti pile cap (bidang

pengunci kolom-kolom sehingga menjadi kaku) (Shapiro, 2013).

Gambar 16. Kiri: Stepped-column. Kanan: Perubahan titik kolom Sumber: http://global.ctbuh.org/resources/presentations/best-tall-building-middle-east-africa-the-worlds-tallest-twisting-

tower-cayan-tower.pdf (2/5/16 8.55PM)

Untuk menahan gaya lateral yang terjadi, step-twisted column tersebut diperkuat dengan

sprandel beam (balok penghubung antar kolom luar) membentuk rangka yang berfungsi

menahan 75% beban lateral dan sisa 25% ditahan oleh core. (Rath, 2013). Sprandel beam

inilah yang menyebarkan beban lateral dari kolom atas ke kolom bawah (Cathal McElroy,

2012). Sprandel beam menggunakan reinforcing bar atau rebar (tulangan baja) yang

berfungsi untuk meningkatkan daya tarik beton.

Pembahasan Tabel 1. Perbandingan Tiga Studi Kasus

Nama Turning Torso The Grove The Cayan Tower Tahun 2001-2005 2012-2014 2006-2013 Ide dan Faktor Desain

Tubuh manusia yang menari; angin kencang

Pandangan yang tidak terhalang (Marina dan Skyline)

DNA manusia; pandangan yang tidak terhalang (Gulf dan Marina), sunlight, dan badai pasir

Jenis Twist Twister Twister (tower Utara) dan sliding twister (tower Selatan)

Twister

Tinggi 54 lantai (190 m) 20 lantai (96 m) 75 lantai (306,4 m) Perbandingan Tinggi

2 1 3

Floor Plan 324 m2 (17.500 m2) 1.472,5 m2 (58.900 m2) 1.160 m2 (111.000 m2) Perbandingan Floor Plan

0.2 1 0.75


Rotasi 1,6º (90º) -º (38º) 1,2º (90º) Fungsi Resident (81,4%)

Office (18,6%) Resident Resident

Struktur Utama Core Core + Slope-Twisted Column

Core + Step-Twisted Column

Struktur Pendukung

Steel spine (Twist) Steel truss Spine column (Twist) Steel and concrete perimeter column

Hat-truss Sprandel beams

Slab Cantilever-truss slab(utama) Flat-slab

Post-tension slab Flat-slab

Kategori Sistem Struktur

Core with Cantilevered System

Core with Suspended System

Step-twisted tube in tube

Ruang Free floor plan Free floor plan Free floor plan Berdasarkan tinjauan tiga studi kasus di atas, penerapan bentuk twist pada high-rise

dipengaruhi faktor dan penerapan teknologi yang berbeda. Pada Turning Torso bentuk twist

muncul akibat lokasi tapak yang memiliki kondisi angin kencang. Pada The Grove, bentuk

twist diterapkan untuk mendapatkan pandangan yang tidak terhalang baik ke Marina maupun

ke Skyline Miami. Berbeda dengan Cayan Tower, selain angin dan pandangan yang menjadi

nilai tambah, bentuk twist digunakan untuk menghalau sunlight dan badai pasir.

Selain faktor yang memengaruhi twist dan kategori twist yang berbeda, cara penerapan bentuk

twist pada tiga studi kasus tersebut juga berbeda. Pada Turning Torso, bentuk twist dibentuk

oleh fasad bangunan maupun slab. Kontras dengan The Grove dan Cayan Tower yang mana

struktur perimeter column-nya secara langsung membentuk bangunan twist.

Bentuk twist pada Turning Torso dan Cayan Tower dikategorikan sebagai bentuk twister

karena dirotasi secara vertikal. Pada The Grove, tower Utara dikategorikan sebagai bentuk

twister, berbeda dengan tower Selatan dikategorikan sebagai bentuk sliding-twister. Hal ini

karena selain dirotasi secara vertikal, juga terdapat pergeseran bentuk floor plan dari persegi

menjadi persegi panjang.

Pada Turning Torso yang menggunakan core sebagai struktur utama, sedangkan exo-skeleton

dan perimeter column sebagai struktur pendukung. Selain itu, Turning Torso dapat

menerapkan kantilever akibat ukuran floor plan yang kecil. Sedangkan pada The Grove dan

Cayan Tower selain menggunakan core, dibutuhkan perimeter column (slope-twisted column

dan step-twisted column) sebagai struktur utama untuk menopang slab yang berukuran lebih

besar (5x dan 3.75x Turning Torso). Pada Cayan Tower tidak dapat menerapkan slope-

twisted column yang diterapkan The Grove akibat memiliki ketinggian 3x The Grove dan


berpotensi menimbulkan efek secondary twist (efek dari struktur yang melintir). Selain itu,

The Grove sendiri telah menerapkan hat-truss pada lantai teratas sehingga dapat

meminimalkan efek puntir.

Pada Turning Torso terdapat 2 jenis sistem slab yang bekerja yaitu cantilever-truss slab

sebagai slab utama untuk menopang 5 flat-slab diatasnya. Pada The Grove menggunakan

post-tension slab akibat kehadiran kantilever sehingga membutuhkan gaya tarik dan pegikat

perimeter column. Sedangkan pada Cayan Tower menggunakan flat-slab yang bekerja seperti

pile cap, berfungsi untuk mengikat perimeter column.

Pada ketiga studi kasus menerapkan sistem struktur yang berbeda untuk mendukung bentuk

twist. Turning Torso terlihat menggunakan cantilever-system with core, sedangkan The

Grove menggunakan suspended-system with core. Kedua bangunan ini sama-sama

menerapkan perkembangan dari sistem core, berbeda dengan Cayan Tower yang

menggunakan step-twisted column dengan sprandel beams dan core yang merupakan

perkembangan dari sistem struktur tubular (tube in tube).

Penggunaan core yang tebal pada Turning Torso untuk menopang kantilever ini

membutuhkan ruang lebih banyak secara vertikal. Namun ditinjau lebih lanjut, penerapan ini

menghasilkan ruang yang bebas kolom di tengah ruangan atau free-column space. Pada The

Grove dan Cayan Tower yang menerapkan perimeter column juga turut membuat tidak

terdapat kolom di tengah ruangan. Namun penggunaan slope-twisted column pada The Grove

membuat penataan ruang khususnya partisi yang bersinggungan dengan kolom menjadi lebih

kompleks. Penataan tersebut tidak hanya secara vertikal dan diagonal, tetapi juga diagonal.

Ketiga studi kasus ini tetap menggunakan core sebagai salah satu bagian dari struktur utama

terutama pada Turning Torso. Adanya core pada high-rise tidak lain untuk memudahkan

penataan MEP. Penggunaan sistem struktur berbeda pada tiap kasus namun tetap

menghadirkan free-column space. Fungsi free-column space ini untuk mencapai free floor

plan yang sehingga selain memudahkan penataan oleh arsitek, juga oleh perencana MEP dan

pengguna bangunan. Selain itu, ketiga studi kasus ini juga menerapkan lantai tipikal untuk

mencapai free floor plan.

Kesimpulan


Melihat dari sejarah, perkembangan teknologi membuat high-rise telah mengalami berbagai

macam perubahan dimulai dari material, sistem struktur, hingga bentuk high-rise yang lebih

kompleks. Bentuk kompleks tersebut muncul karena pertimbangan kondisi tapak seperti

bentuk twist. Bentuk twist tersebut bisa terbentuk dari elemen-elemen bangunan yang di-twist.

Mulai dari elemen horizontal hingga vertikal, slab yang dirotasi, fasad hingga sistem struktur

yang di-twist.

Dengan penerapan elemen yang berbeda tersebut, bentuk twist pada Turning Torso dan Cayan

Tower dikategorikan sebagai bentuk twister karena dirotasi secara vertikal. Pada The Grove,

tower Utara dikategorikan sebagai bentuk twister, berbeda dengan tower Selatan

dikategorikan sebagai bentuk sliding-twister. Hal ini terjadi karena selain dirotasi secara

vertikal, namun terdapat pergeseran bentuk floor plan dari persegi menjadi persegi panjang.

Selain bentuk twist yang berubah tiap lantai, ia juga memiliki keunggulan dalam

meminimalkan gaya lateral. Namun di sisi lain, bentuk twist ini menimbulkan efek puntiran

yang membutuhkan penanganan lebih lanjut. Dengan begitu sistem struktur yang akan

digunakan, selain menahan gaya gravitasi dan lateral, struktur tersebut harus juga bisa

menahan efek puntiran.

Secara sistem struktur yang bekerja, Turning Torso dan The Grove merupakan perkembangan

dari sistem core (cantilever dan suspended system with core), sedangkan Cayan Tower dari

sistem tubular (tube in tube). The Grove dan Cayan Tower memiliki karakteristik sistem

struktur yang sama dalam merespon bentuk twist yaitu sistem struktur bekerja sebagai fasad

yang twist sehingga efek puntiran terjadi pada sistem struktur dan fasad bangunan. Dengan

begitu, The Grove dan Cayan Tower memiliki sistem struktur yang mendukung dan

mengikuti bentuk twist. Berbeda dengan Turning Torso, bentuk twist diperoleh dari slab dan

fasad sehingga efek puntiran hanya terjadi pada bentuk fasad bangunan. Selain itu, tanpa

adanya exo-skeleton dan perimeter column, core pada Turning Torso dapat berdiri kokoh

sehingga sistem struktur Turning Torso hanya dapat mendukung bentuk twist.

Berdasarkan tiga studi kasus, tidak dapat disimpulkan sistem struktur mana yang paling baik

karena tiap jenis sistem struktur memiliki kelebihan dan kekurangan. Kekurangan dan

kelebihan sistem struktur tidak hanya untuk mendukung bentuk twist, melainkan juga sistem

struktur yang dipakai terhadap ruang yang dihasilkan. Pada Turning Torso core yang tebal

dan kantilever yang menggunakan ruang secara vertikal lebih banyak. Begitu juga dengan The


Grove yang menerapkan slope-twisted column membuat penataan ruang partisi menjadi

kompleks.

Namun, dibalik kekurangan tersebut, ketiga sistem struktur ini mendukung nilai penting dari

high-rise yaitu menghasilkan ruang yang disusun secara vertikal. Ruang yang tercipta harus

mendukung free floor plan dengan tujuan mencapai fleksibilitas dalam menata ruang dan

memaksimalkan ruang. Fleksibilitas penataan ruang tidak hanya berhenti di perencanaan

arsitek tetapi juga perencanaan MEP (Mechanical, Electrical and Plumbing) dan pengguna

(pemilik ruangan). Selain itu, ruang yang terbentuk harus dapat difungsikan secara maksimal

dalam mendukung kebutuhan manusia yang tidak dapat dicapai oleh bangunan rendah.

Dengan begitu, untuk mencapai free floor plan ini biasanya diterapkan dengan cara lantai

yang tipikal dan tidak terdapat elemen struktur yang rapat di tengah ruangan.

Daftar Referensi Website

arcspace.com. (2005, September 5). Diakses April 20, 2016, dari

http://www.arcspace.com/features/santiago-calatrava/turning-torso/

designbuild-network.com. (2011, Juni 15). Diakses April 20, 2016, dari

http://www.designbuild-network.com/projects/turning-torso/

Merriam-Webster. (2015). Diakses April 18, 2016, dari Merriam-Webster, Incorporated:

http://www.merriam-webster.com/

Ayşin Sev, A. Ö. (2009, Februari 4). Space Efficiency in High-rise Office Buildings.

Retrieved Juni 22, 2016, from METU JFA: http://jfa.arch.metu.edu.tr/archive/0258-

5316/2009/cilt26/sayi_2/69-89..

Cathal McElroy. (2012, April 21). ConstructionWeekOnline.Com. Diakses April 15, 2016,

dari http://www.constructionweekonline.com/article-16555-the-twisting-tale-of-infinity/

Designerindy, R. R. (2011, Agustus 13). Makna Ruang. Retrieved Juni 22, 2016, from

Arsitektur Bicara: https://arsitekturbicara.wordpress.com/2011/08/13/makna-ruang/

Deulgaonkar, P. (2013, Juni 11). Emirates 247. Diakses April 15, 2016, dari

http://www.emirates247.com/news/emirates/beyond-infinity-world-s-tallest-twisted-tower-in-

dubai-gets-new-name-2013-06-11-1.509917


Jordana, S. (2013, January 24). Archdaily. Diakses April 16, 2016, dari

http://www.archdaily.com/323534/the-grove-at-grand-bay-big

Lomholt, I. (2014, Maret 19). e-architect. Diakses April 20, 2016, dari http://www.e-

architect.co.uk/sweden/turning-torso-malmo

Luis Ramirez, A. M. (2014, Februari 10). DESIMONE. Diakses April 16, 2016, dari

https://blog.de-simone.com/2014/02/10/united-states-first-twisting-towers-grove-at-grand-

bay/

Shapiro, G. F. (2013, November 19). ARCHITECT. Diakses April 15, 2016, dari

http://www.architectmagazine.com/design/buildings/cayan-tower-designed-by-skidmore-

owings-merrill_o

The Angry Architect. (2013, Agustus 13). Architizer. Diakses April 15, 2016, dari

http://architizer.com/blog/cayan-tower-soms-twisted-logic/

Journal

Brokaw, C. J. (2002). Torsion, twist, and writhe: the elementary geometry of axonemal

bending in three dimension. http://www.cco.caltech.edu/~brokawc/Suppl3D/TTWcomb.pdf, 7.

Rath, N. (2013, September). SlideShare. Diakses April 15, 2016, dari

http://www.slideshare.net/NishiRath1/extreme-engineering-cayan-tower

Vincent DeSimone, L. R. (2015). Structural Challenges of Twisting Towers. New York

Conference (pp. 478-484). New York: CBTUH Research Paper.

Books

Bryan Stafford Smith, A. C. (1991). Tall Building Structures. Toronto: John Wiley & Son,

Inc.

Schueller, W. (1977). High-Rise Building Structure. Toronto: John Wiley & Sons, Inc.

Schueller, W. (1990). The Vertical Building Structure. New York: Van Nostrand Reinhold.

Vollers, K. (2001). Twist & Build : Creating Non-orthogonal Architecture. Rotterdam: 010

Publishers.


Documents

Kajian Sistem Struktur Bangunan Tinggi yang Terpengaruh