BAB I PENDAHULUAN
I. Latar BelakangConstruction is by far the oldest and most
important of human activities. It springs from the material needs
of the individual and society, but in satisfying peoples needs it
broadens to express their most spontaneous and deep feelings.
Construction gathers in a unique synthesis the elements of manual
labor, industrial organization, scientific theory, aesthetic
sensibility, and great economic interest. Construction creates our
physical environment, and thus exercises a silent but deep
educational influence on each one of us. (Pier Luigi Del Neri) A
knowledge of structures on the part of the architect is, to say the
least, highly desirable, and that correctness of structure cannot
but add to the beauty of architecture. Two men are essential in the
construction of any important building: the architect and civil
engineer. Today, no architect would dare design a building of even
modest size without consulting a structural engineer. The roots of
those dependence are to be found in the increasing importance of
economic factors, in the technological direction of our culture,
and above all, in our mass civilizations need for large structures.
(Mario Salvadori)
Konstruksi bangunan merupakan hal yang sangat mendasar ketika
manusia mulai mendirikan sebuah bangunan, misalnya rumah
(konstruksi sederhana). Konstruksi merupakan hasil dialog manusia
antara kebutuhan sosialnya akan tempat beraktivitas dan berbagai
elemen yang tersedia di alamnya (material). Konstruksi mengantar
pada sintesis antara elemen kerja manual, organisasi industri,
teori ilmiah, sensibilitas estetika,dan kepentingan ekonomi pula.
Elemen struktural memiliki fungsi yang hakiki dalam membuat sebuah
bangunan. Dalam suatu bangunan, struktur merupakan sarana untuk
menyalurkan beban dan akibat penggunaan dan atau kehadiran bangunan
ke dalam tanah. Struktur juga dapat didefinisikan sebagai suatu
entitas fisik yang memiliki sifat keseluruhan yang dapat dipahami
sebagai suatu organisasi unsur-unsur pokok yang ditempatkan dalam
suatu ruang yang didalamnya karakter keseluruhan itu mendominasi
interelasi bagianbagiannya( Shodek, 1998:3). Struktur merupakan
bagian bangunan yang menyalurkan beban-beban (Macdonald, 2001:1).
Struktur dianggap sebagai alat untuk mewujudkan gaya-gaya ekstern
menjadi mekanisme pemikulan beban intern untuk menopang dan
memperkuat suatu konsep arsitektural (Snyder&Catanese,1989:359)
Sedangkan konstruksi adalah pembuatan atau rancang bangun serta
penyusunannya bangunan. Ervianto, 2002: 9, menjelaskan bahwa
konstruksi merupakan suatu kegiatan mengolah sumber daya proyek
menjadi suatu hasil kegiatan yang berupa bangunan. Dalam artian
sederhananya struktur adalah susunannya dan konstruksi adalah
penyusunan dari susunan-susunan, sehingga dari pengertian tersebut
dapat diambil sustu kesimpulan bahwa konsruksi mencakup secara
keseluruhan bangunan dan bagian terkecil atau detail dari tersebut
adalah struktur. 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
PRAKTIKUM SKBB 4
1
struktur bentang lebar yang melakukan modifikasi dari bentuk
dasar, bahkan kadang dilakukan penggabungan terhadap beberapa
sistem struktur bentang lebar. II. Rumusan Masalah Struktur bentang
lebar, memiliki tingkat kerumitan yang berbeda satu dengan lainnya.
Kerumitan yang timbul dipenaruhi oleh gaya yang terjadi pada
struktur tersebut dan beberapa hal lain yang akan di bahas di
masing-masing bab. Secara umum, gaya dan macam struktur bentang
lebar dapat dilihat pada gambar di bawah ini: (Frick, 1998) Dalam
Schodek, 1998, struktur bentang lebar dibagi ke dalam beberapa
sistem struktur yaitu: a. Struktur Rangka Batang dan rangka Ruang
b. Struktur Furnicular, yaitu kabel dan pelengkung c. Struktur Plan
dan Grid d. Struktur Membran meliputi Pneumatik dan struktur
tent(tenda) dan net (jaring) e. Struktur Cangkang Sedangkan
Sutrisno, 1989, membagi ke dalam 2 bagian yaitu: a. Struktur ruang,
yang terdiri atas: - Konstruksi bangunan petak ( Struktur rangka
batang) - Struktur Rangka Ruang b. Struktur permukaan bidang,
terdiri atas: - Struktur Lipatan - Struktur Cangkang - Membran dan
Struktur Membran - Struktur Pneumatik c. Struktur Kabel dan
jaringan Struktur bentang lebar yang kerap digunakan dalam
prakteknya di berbagai tempat adalah struktur kabel, tenda, dan
pneumatik. Maka, pemahaman akan ketiga sistem struktur tersebut
sangat penting bagi seorang arsitek. Praktikum Struktur bentang
lebar ini akan mencoba membuktikan kaidah-kaidah teori yang berlaku
dalam bentuk pemodelan sederhana. Sehingga, kreativitas yang benar
dapat terwujud dalam desain arsitektur bangunan bentang lebar. III.
Tujuan dan Sasaran Praktikum Mahasiswa mengenal dan memahami
macam-macam sistem struktur bentang lebar serta mampu membuat
rancangan skematik bangunan bentang lebar yang kreatif dan inovatif
dengan baik dan benar. Secara Khusus, sasaran praktikum pemodelan
rancangan struktur kabel, tenda serta pneumatik ini adalah: 1.
Pengenalan dan pemahaman rancangan struktur kabel, tenda, serta
pneumatik. 2. Merangsang ide-ide kreatif dan benar struktur
bangunan bentang lebar, khususnya pada penggunaan struktur kabel,
tenda, serta pneumatik. 3. Pemenuhan tugas Struktur Konstruksi dan
Bahan Bangunan (SKBB 4). IV. Manfaat Adapun manfaat yang diperoleh
dari praktikum ini adalah: 1. Pengenalan dan pemahaman rancangan
struktur kabel, tenda, serta pneumatik. 2. Pembuktian teori yang
telah diberikan ketika kuliah ceramah dengan praktikum itu sendiri.
3. Pemahaman kelebihan dan kekurangan dari penggunaan sistem
struktur kabel, tenda, dan pneumatik. 4. Penggalian semangat
kerjasama antar mahasiswa dalam bekerja sesuai target denga
efisien.
PRAKTIKUM SKBB 4
2
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN 1. latar Belakang 2. Rumusan Permasalahan 3.
Tujuan dan Sasaran praktikum 4. Manfaat Praktikum BAB II LANDASAN
TEORI 1. Struktur Kabel a) Sejarah Struktur Kabel b) Potensi
Struktur Kabel c) Permasalahan Struktur Kabel 2. Struktur Pneumatik
a) Sejarah Struktur Pneumatik b) Potensi Struktur Pneumatik c)
Permasalahan Struktur Pneumatik BAB III PRAKTIKUM MODEL &
PEMBAHASAN STRUKTUR KABEL & PNEUMATIK 1. Persiapan Praktikum a)
Alat b) Bahan 2. Struktur Kabel a) Langkah-langkah Praktikum b)
Permasalahan Struktur Kabel c) Pembahasan Hasil Praktikum dan Cara
Penyelesaian Permasalahan (Stabilisasi Struktur dan Penyaluran
Gaya) 3. Struktur Peneumatik a) Langkah-langkah Praktikum b)
Permasalahan Struktur Pneumatik c) Prinsip Estetika Struktur
Pneumatik d) Pembahasan Hasil Praktikum dan Cara Penyelesaian
Permasalahan ( Stabilisasi Struktur dan Penyaluran Gaya) BAB IV
KESIMPULAN BAB V DAFTAR PUSTAKA
PRAKTIKUM SKBB 4
3
BAB II LANDASAN TEORI STRUKTUR KABEL
I. Struktur Kabel A. Sejarah Struktur Kabel Ide pemakaian kabel
penggantung telah digunakan secara alami, terutama dinegara-negara
tropis Asia Tenggara dan Afrika, dimana melimpah bahan alam tali
dari tumbuhan, juga tumbuhan menjalar. Termasuk juga pamakaian
kulit binatang dan pohon untuk membuat atap sejenis tenda Contoh
yang paling dekat adalah jaring laba-laba (spiders web). Kemudian,
berkembang pemakaian tali dari bahan alam untuk membuat jembatan
gantung, dengan plat kayu (papan) sebagai tempat pijakan/ jalan.
Perkembangan kemampuan besi dan baja sebagai bahan struktur telah
mengubah bentuk, analisis, desain dan konstruksi lembatan gantung
modern, diantaranya: Golden Gate bridges, the George Washington
bridges, the Verrazano Narrow bridges, yang dibangun awalawal abad
XIX. Pemakaian kabel untuk konstruksi bangunan mulai berkembang
tahun 1950an, namun semenjak pembangunan Raleigh arena (1953) di AS
dengan arsitek Matthew Novicki, perkembangan struktur dan desain
kabel semakin baik. B. Potensi Struktur Kabel Struktur Kabel
merupakan salah satu cara alternatif bagaimana mendirikan bangunan
dengan bentang yang lebar, serta konstruksi yang memanjang.
Cable-stayed building structures support horizontal spans by means
of diagonal suspended from a higher point. 1. CABLE STAYED
STRUCTURES, sebagai individu/isolated members (line supporting
systems) CABLE SUSPENDED ROOF Prinsip dasar: Kabel menahan komponen
struktur seperti balok (beams), bidang (surface), dan building
volumes. Kabel linier merupakan bagian kesatuan dari sistem
struktur. Macamnya antara lain: suspension cables, stayed trusses,
stayed gridwork, stayed beams, stayed building
PRAKTIKUM SKBB 4
4
2. CABLE BEAM STRUCTURES, terdiri dari surface structures dan
3D/spatial tensile structures CABLE SUPPORT ROOF Prinsip dasar:
Seperti atap kabel gantung yang menahan atap itu sendiri dengan
susunan paralel atau radial dan juga menggunakan sistem single
layer atau double layer.
SINGLE LAYERED CABLE STRUCTURE
DOUBLE LAYERED CABLE STRUCTURE
RALEIGH ARENA, North Carolina, AS, Matthew NovickiSets of cable
curved in two mutually opposed directions are stretched between two
inclined parabolic compression arches
PRAKTIKUM SKBB 4
5
PRINSIP STRUKTUR KABELLenturan besar menambah panjang kabel,
tetapi tegangan menjadi kecil kabel berpenampang kecil Lenturan
kecil, panjang kabel dapat dikurangi, tetapi tegangan menjadi besar
? kabel berpenampang besar
PRAKTIKUM SKBB 4
6
C. Masalah Dalam Struktur Kabel Dibawah pembebanan kabel akan
berubah bentuk dan apabila sistem struktur kabel berdiri
sendiri-sendiri (kabel tunggal) maka perubahan struktur akan
berbeda-beda mengikuti beban yang terjadi.
Permasalahan Struktur Kabel antara lain: a. Efek dinamis yang
diakibatkan oleh angin menyebabkan flutter, oscilate, dan vibration
effect
b. Masalah penjangkaran (anchoring) gaya tarik kabel ke sistem
pendukungnya
PRAKTIKUM SKBB 4
7
STABILISASI STRUKTUR KABEL 1. Pencegahan deformasi masing-masing
kabel ditempuh dengan cara menggunakan batang pengaku untuk
menyatukan kabel dan atau dengan kabel penahan.
2. Pencegaha efek dinamis yang diakibatkan oleh angin yakni
dengan menambah beban mati secara merata
Pencegaha efek dinamis yang diakibatkan oleh angin yakni dengan
menggunakan sistem kabel penggantung
Pencegaha efek dinamis yang diakibatkan oleh angin yakni dengan
menggunakan sistem kabel diangkur.
PRAKTIKUM SKBB 4
8
STABILISASI STRUKTUR KABEL Memindahkan beban simetris ke arah
sumbu panjang dan beban tak simetris ke arah samping.
Kolom di desain cenderung condong ke luar sebagai pemberat
sekaligus menarik kabel
Menggunakan kabel bermuka ganda (double ayer cable system),
kabel primer & sekunder membentuk trusses
Menggunakan jaring kabel berkelengkungan ganda (orthogonal
cables) dan pelengkung kaku/ balok.
PRAKTIKUM SKBB 4
9
BAB II LANDASAN TEORI STRUKTUR PNEUMATIK
II. Struktur Pneumatik A. Sejarah Struktur Pneumatik Percobaan
pertama dengan struktur pneumatik dilaksanakan guna pengembangan
balon udara. Pada akhir abad ke-18, Montgolfier bersaudara
membangun balon udara dari linen dan kertas dengan diameter
11meter. Pada tahun yang sama, Jaques AC Charles membangun balon
hidrogen pertama. Ide untuk mengambil teknologi ini dalam dunia
arsitektur dimulai oleh seorang insinyur Inggris FW Lanchester.
yang kemudian dipatenkan dalam sistem pneumatik untuk rumah sakit
meski tidak benar-benar dibangun karena kurangnya bahan membran
yang tepat atau banding ke klien. SaatPerang Dunia II, setelah
penemuan bahan nilon, struktur pneumatik mulai digunakan oleh
militer sebagai tempat penampungan darurat dan umpan. Umpan karet
tank dan truk yang digunakan untuk menarik tembakan musuh.
Menjelang akhir perang AS memiliki peralata njaringan radar
yangrumit harus dilindungi dari kondisi cuaca. Angkatan Darat AS
Walter ditugaskan untuk mengembangkan struktur non-logam tipis
untuk melindungi peralatan dan tidak menimbulkan gangguan. Pada
tahun 1948 mereka membangun sebuah prototipe kubah pneumatik,
berdiameter 15m yang kemudian mereka pasarkan sebagai "buah
pemindai" oleh Struktur Birdair. Walter Bird kemudian mendirikan
aplikasi komersial pneumatik sebagai cover untuk gudang, kolam
renang, fasilitas olahraga dan pabrik-pabrik. Frei Otto dianggap
sebagai orang pertama yang menyelidiki kemungkinan bentuk dengan
desain pneumatik. Melalui beberapa publikasi dan desain lanskap ia
memperinci tidak hanya pneumatik, namun struktur ketegangan pada
umumnya. R. Fuller, penemu kubah geodescic, mengusulkan sebuah
kubah pneumatik untuk menutupi New York City sebagai contoh
arsitektur pneumatik utopis. Puncak penggunaan struktur pneumatik
terjadi pameran di Expo 1970 di Osaka, Jepang. Beberapa contoh dari
Expo yang Pavilion Fuji dan Paviliun Amerika.
PRAKTIKUM SKBB 4
10
Struktur pneumatis merupakan salah satu bentuk lainnya dari
light-weight tension structure. Sesuai dengan namanya, medium
pendukungnya adalah hal yang utama dan terdiri dari udara
bertekanan atau gas. Tekanan internal menciptakan gaya tarik pada
kulit. Dalam hal ini membran akan melengkung pada 1 arah dan
disebut synclastic surface Kulit struktur akan memberikan gaya
tarik sedangkan udara memberi gaya tekan Struktur pneumatis
memiliki momen lentur sementara tetap mempertahankan bentuknya,
sedangkan struktur membran yang lain bereaksi sambil berubah bentuk
untuk mencapai kondisi seimbang Klasifikasi Struktur Pneumatik: 1.
AIR-SUPPORTED STRUCTURES (struktur yang ditumpu udara) terdiri atas
1 membran (single membrane structures) tekanan internal kecil (low
pressure systems) tekanan volume internal udara dalam gedung >
tekanan udara biasa 2. AIR-INFLATED STRUCTURES (struktur yang
digelembungkan udara) ditumpu oleh kandungan udara bertekanan yang
menggelembung-kan elemen2 gedung (high pressure systems) volume
internal udara gedung tetap sebesar tekanan udara udara yang
ditekan digunakan untuk menggelembungkan bentuk-bentuk penutup
gedung. B. Potensi Penggunaan Struktur Pneumatik Struktur bentang
lebar yang unik Bebas kolom pada ruang interior Biayanya 1/3 dari
biaya konstruksi bangunan secara umum dengan luas yang sama Dapat
dibangun dalam waktu 8-16 minggu tergantung ukuran dan stylenya
Tujuan khususnya adalah menyediakan ruang tertutup yang besar dan
terpisah dari kondisi cuaca di luar Air supported structure dapat
digunakan untuk berbagai macam fungsi bangunan al: - fitness
centers - exhibition halls - temporary construction enclosures -
environmental enclosures Semua beban horisontal dan beban vertikal
bekerja juga pada membran. Membran ini akan mentransfer beban
vertikal dan horisontal ke sistem kabel yang kemudian meneruskannya
ke jangkarnya. Kemudian pad beton juga akan meneruskan ke
tanah.Vertical load transfer Transfer to ground
Environmental enclosure
Indoor driving range
Temporary construction enclosure
Warehouse/storage area
PRAKTIKUM SKBB 4
11
C. Masalah-Masalah pada Pneumatic Structure 1. Lubang pada
membran menyebabkan retak yang menjalar dengan cepat akibat
besarnya tekanan internal sistem energi besar/air inflated
structure retak menjalar dengan sangat cepat sistem energi
rendah/air supported structure ? retak menjalar relatif lebih
lambat Struktur pneumatis dapat didesain untuk berperilaku seperti
atap gantung ? masih tersedia ruang pada saat deflasi yaitu dgn
meninggikan posisi tumpuan. 2. Penurunan kualitas membran akibat
efek ultraviolet dari matahari 3. Air supported structure dapat
digunakan untuk melingkupi ruang mulai dari 5000 sqft (untuk
penyimpanan) sampai dengan 110000 sqft (untuk exhibiton hall).
Desain yang terlalu besar bentangnya dapat membahayakan struktur.
Temperatur di dalam struktur sangat bervariasi karena dapat diatur
menyesuaikan kondisi udara luar atau disesuaikan dengan temperatur
yang diinginkan. Material membran dapat menjadi bahan insulasi yang
baik karena berperilaku sebagai barier temperatur sekaligus
penyimpan energi. 4. Masalah yang dijumpai pada saat konstruksinya
menyangkut Mudah didirikan karena materialnya fabrikasi Pemasangan
bagian-bagiannya Instalasi peralatan untuk tekanan udara Instalasi
pencahayaan buatan Pemompaan udara Connection dan join harus baik
untuk menjamin hasilnya Seal harus kedap dan bidangnya harus datar
sehingga beban vertikal dan horisontal dapat ditransfer dengan
sempurna ke tanah
cables
anchors
angles
pressure
climate
hvac
PRAKTIKUM SKBB 4
12
BAB II LANDASAN TEORI STRUKTUR TENDA
III. Struktur Tenda (Tent Structure) A. Sejarah Struktur Tenda
Ketika manusia masih nomaden, fungsi tenda sebagai tempat
beristirahat memiliki fungsi penting (kira-kira 10.000 th yang
lalu). Tempat tinggal yang dikenal pertama di luar gua adalah buluh
dan lumpur yang mulai muncul di sekitar Mediterania dan tenda dari
jangat dan tulang di daerah dingin di Eropa Timur. MODEL tempat
tinggal in dibangun oleh budaya berburu seperti Cro-Magnons, yang
menggantikan manusia Neanderthal di Eropa. Meskipun sulit untuk
saat ini dalam cara apapun yang tepat, pondok tenda terlihat pada
lukisan gua 10.000 hingga 20.000 tahun dan mungkin kembali
setidaknya 35.000 tahun. Satu tenda di situs Molodova, Rusia,
diperkirakan malah muncul sekitar 40.000 SM. Untuk suku-suku
terpencil dan masyarakat nomaden, tenda digunakan sebagai rumah.
Untuk prajurit di lapangan, tenda adalah tempat penampungan
sederhana. Alexander Agung memiliki tenda pernikahan tergantung
dari lima puluh 30-kaki kolom dari perak dan emas, cukup besar
untuk rumah 100 sofa dan menjadi tuan rumah 9.000 teman-teman
pengantin pria (yang juga kebetulan menikah, untuk semen hubungan
antara Makedonia dan Persia) . Atapnya kubah: tenunan, dicat, dan
di dalam brokat dengan matahari, bulan, bintang, dan semua
tanda-tanda dan dewa langit. Kemudian disebut Kemah Kosmos atau
Kemah Dunia Alexander, diadopsi oleh Nero dan oleh kaisar Bizantium
sebagai simbol kekaisaran, direplikasi dalam desain k a m a r t a h
t a m e r e k a . Di Cina, Marco Polo diterima dalam "Tenda Besar
Khan," dihiasi kaya dan tuan-Nya, Kubilai Khan, "cukup besar untuk
menutup seribu orang." Jadi bentuk struktural tenda merupakan yang
paling primitif dari manusia lahir sebagai suatu kebutuhan mendesak
yang kemudian berkembang sesuai dengan fungsinya masing-masing
sesuai dengan kebudayaan yang bersangkutan dan tingkat kemajuan
masyarakat setempat pula. Bahkan kini, inspirasi struktur tenda
telahmelahirkan berbagai macam bentuk fungsional bagi dunia
arsitektur, khususnya pada s t r u k t u r b a n g u n a n b e n t
a n g l e b a r.
PRAKTIKUM SKBB 4
13
A. Pemancangan 24 tiang dengan 3 kabel masing-masing B. Ring di
tengah terdiri dari 6 kabel ukuran 2 5/8 dipasang pd ketinggian 140
ft. C. Kabel melingkari membran D. Pemasangan membran di tanah
sebelum diangkat ke atas E. Panels/bagian terluar diangkat untuk
dipasang dengan memakai kabel dan alat crane berat 300 ton F.
Idem
G. Bagian sisi terluar panels membran diclamp pada kabel secara
mekanis H. Bentuk akhir penutup bangunan I. Penambahan level puncak
struktur menegangkan panel membran sehingga membentuk geometri
bangunan J. Penambahan unsur dekoratif pada puncak struktur
King Fadh International Stadium, Riyadh, Saudi Arabia Arsitek:
Ian Fraser, John Roberts & Partners
PRAKTIKUM SKBB 4
14
