Studio Struktur dan Bentuk - Bentuk Aktif

AR3250 STUDIO STRUKTUR DAN BENTUK PROGRAM STUDI ARSITEKTUR INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

TUGAS 1 - ELABORASI SISTEM BENTUK AKTIF Pembimbing: Dr. Ir. Surjamanto W., M.T. NIM - Nama Mahasiswa: 15219027 - Zulfaa Huwaidah 15219083 - Mochammad Fikri Ardiansyah

Shanghai 2010 Boulevard MAST HEAD

COLUMN HEAD

CABLE CONNECTION

BRACING

DESKRIPSI BANGUNAN Arsitek Fungsi Lokasi Luas Struktur

: SBA international + Knippers Helbig : Expo Boulevard : Shanghai, China : 280000 m² : Tenda + Kabel

KONSEP DASAR BENTUK

BEARING POINT

MAST HEAD

DETAIL 0.02

Expo Boulevard ini ditutupi oleh atap membran dengan total permukaan 65.000 m2, yang saat ini terbesar di dunia. Dengan rentang bebas hampir 100 m.

COLUMN HEAD

Lokasi bangunan ini berada di selatan Sungai Huangpu, sebelah barat pusat Kota Pudong. Pavilion ini berbasis konsep tema urban yang inovatif, "Better City, Better Life". Karya ini membawa firma arsitektur SBA ini ke babak final kompetisi internasional.

KOMPONEN BANGUNAN Dengan kabel windsuction dan gantungannya, tiang tengah meminimalkan distorsi membran di bawah beban angin dan menanggung sebagian besar beban vertikal, serta beban angkat.

Cincin sambungan bagian dalam dan membran berlapis ganda berfungsi untuk distribusi beban dan penguatan membran pada konsentrasi beban titik rendah bagian dalam.

DETAIL 0.03 BRACING

INNER RING

DETAIL 0.01

WINDSUCTION CABLE CONNECTION

CABLE CONNECTION

1/29

DETAIL 0.01

ANALISIS GAYA

Tarik Tekan

DETAIL KONSTRUKSI DETAIL 0.02

DETAIL 0.02

KEKAKUAN, KESETIMBANGAN, KESTABILAN Struktur pada pavilion expo ini memiliki kesetimbangan dan kestabilan karna terdapat mast head yang merupakan pertemuan kumpulan berbagai kabel yang radial mengarah pada satu titik tersebut. Kabel-kabel yang menyebar ke segala sudut memberi tarikan ke luar ke segala arah sehingga terjadi pemerataan gaya.

Lalu gaya tersebut disalurkan ke kabel dan kolom penyangga yang terdapat di luar, tertanam ke pedestal.

DETAIL 0.03 DETAIL 0.01

Pada sambungan di bawah kolom penyangga (bearing point), bracing, column headdan menggunakan prinsip sambungan sendi.

2/29

DETAIL 0.03

DETAIL 0.04

METODE KONSTRUKSI Atap membran memperoleh bentuknya saat ini dalam tiga langkah dasar pembangunan: Penataan segitiga skala besar tidak hanya mempertimbangkan tuntutan statis, tetapi juga berbagai kendala oleh jalan, jembatan dan stasiun trem, yang telah lebih dulu dibangun. dialokasikan dalam suatu layout.

Perencanaan keseluruhan ini juga memiliki dampak terbatas pada ketinggian kolom eksterior dan sandaran punggung yang curam.

3/29

Khan Satyr

Arsitek Fungsi Lokasi Luas Struktur

KOMPONEN BANGUNAN

ANALISIS GAYA

: Fosters + Patners : Cultural Centers : Astana, Khazakstan : 100.000 m² : Tenda

DESKRIPSI BANGUNAN Khan Shatyr Entertainment Centre ini merupakan struktur tensil tertinggi di dunia. Struktur setinggi 150 m yang melingkupi suatu area elips seluas 140000 meter persegi ini menaungi berbagai fasilitas hiburan, liburan, pertokoan, kafe, restoran, bioskop, taman air, dan ruang fleksibel untuk mengakomodasi sejumlah acara dan pameran yang berbeda

KONSEP DASAR BENTUK

Konsep struktur tenda ini diambil dari sejarah Kazakhs yaitu bangunan tenda nomaden. Struktur tenda Khan Shatyry menawarkan lingkungan dengan iklim tertutup, menghadirkan kenyamanan sepanjang tahun di tengah iklim Astana yang ekstrim.

Tenda terdiri dari tiga lapis ETFE transparan yang memungkinkan sinar matahari menembus ke dalam tenda, sambil melindunginya dari kondisi cuaca ekstrim.

Pada 3 lapis tenda Khan Shatyr Entertainment Center, udara dipompa ke dalam di antara lapisan-lapisan tadi, menggelembungkan lapisan tenda menjadi terlihat seperti selimut tebal raksasa. Awalnya dirancang untuk industri luar angkasa, ETFE tidak menimbulkan ancaman bagi lapisan ozon.

Mast

Inverted Cone

Tripod leg

Steel Column

Cable net

Komponen bangunan terdiri atas struktur form active yang memanfaatkan struktur kabel dan tenda yang diatahan oleh sebuah tiang penumpu besar berada di tengah struktur. Struktur kabel disusun menjaring 2 arah pada struktur tiang tripod kemudian melingkar dan ditarik oleh struktur beton dibawahnya yang juga berfungsi sebagai ruang. Struktur inverted cone pada tripod menjadi titik sambung tiap kabel dan menjadi penyeimbang dengan didukung mast pada ujungnya.

Gaya pada struktur kabel dan tenda Kabel dan tenda memiliki gaya gravitasi dan beban sendiri sehingga kabel dan tenda akan cenderung melendut, pemasangan kabel dipasang menjaring 2 arah untuk menjaga kestabilan beban tarik keluar dari kabel dan tenda hal ini mengakibatkan gaya tekan yang kuat ke dalam. Gaya tekan yang kuat ke dalam ini ditahan oleh struktur kabel yang terpasang pada inverted cone pada struktur tripod dan struktur beton di bawahnya Gaya pada struktur tripod Struktur tripod disusun miring sehingga terjadi 2 macam gaya, yaitu gaya cabut dan gaya tekan. Pada prinsip ini, 1 struktur tripod yang berada di belakang akan dipasang tegak ~90o sebagai titik tumpu yang kuat, sedangkan 2 struktur tripod yang berada di depan menahan beban kabel da tenda yang cukup besar sehingga tercipta kesetimbangan antara struktur ini antara gaya cabut yang terbagi 2 pada masing-masing struktur tripod dan gaya tekan pada 1 struktur tripod di belakang.

Kesetimbangan yang unik ini menciptakan kestabilan pada struktur kabel dan tenda yang sangat lebar.

4/29

DETAIL KONSTRUKSI

KEKAKUAN, KESETIMBANGAN, KESTABILAN

METODE KONSTRUKSI

Detail Struktur Tripod

Perangkaian Rangka Tripod Penyusunan rangka truss tripod sebanyak 3 buah Perangkaian dan Pemasangan ring atas penyatu struktur Pendirian rangka tripod

Detail Sambungan Tripod dan Pedestal

Detail Struktur Ikatan Kabel

Struktur kabel Khan Shatyr menerapkan prinsip struktur kabel pada jembatan yang memiliki kestabilan.

Struktur tripod baja tubular mendukung jaring gantung dari kabel radial dan melingkar baja, yang dilapisi dengan amplop ETFE tiga lapis, dibentuk sebagai bantalan 3,5 x 30 meter - solusi yang sangat ringan, ekonomis, dan efisien termal. Struktur tripod menjadi titik kekuatan untuk menahan kabel dan struktur membran yang sangat besar. Struktur ini berperan sebagai kunci penarikan sistem kabel sehingga kabel dan membran stabil. Struktur tripod dipasang agak miring dengan menerapkan prinsip kesetimbangan antara gaya tekan dan cabut yang kuat akibat beban kabel dan membran yang cukup besar diatahan oleh struktur tripod tersebut.

Perangkaian Struktur Tenda dan Kabel

5/29

Cutty Sark Pavillion

KOMPONEN BANGUNAN

ANALISIS GAYA

Komponen Struktural bangunan terdiri dari struktur tenda sebagai rangka penutup atap bangunan dan struktur dinding bangunan.

Struktur tenda ditopang tiang yang diikat pada pertemuan antar node kabel sebagai efek pembentuk struktur tenda yang menonjol dan penopang kekuatan serta gaya tarik tenda. Kompnen struktur rangka kayu heksagonal berperan sebagai struktur form active tempat penopan tenda. Kayu Heksagonal terdiri dari kayu strukturan CNC yang terfabrikasi sehingga muncul bentuk amorf pada tenda. Komponen struktur dasar tersiri atas balok yang mengikat struktur kayu heksagonal yang ditumpu pada lantai dudukan beton

Analisis gaya pada Kabel-Rangka Kayu Heksagonal

DESKRIPSI BANGUNAN Arsitek Fungsi Lokasi Luas Struktur

Analisis gaya pada Kabel-Tiang-Tenda

: Grimshaw & Bakoko Youmeheshe Architect : pavillons : Greenwich, United Kindom : 300 m² : Tenda

KONSEP DASAR BENTUK Konsep Bentuk: Cutty Sark Pavillion diambil dari nama kapan Cutty Sark Inggris yang telah non aktif dan dijadikan museum. Konsep yang diambil adalah kesan berjalan diantara layar, tiang, dan tali temali antar layar di dalam ruang. Konsep Layar, Tiang, dan Tali diterapkan dengan struktur Tenda dan tiang yang mengangkat kain pvc seolah mengangkat kain layar.

Konsep Struktur : Struktur dirancang dengan teknologi terkini, desain komputasional Komponen Generatif Bentley digunakan dalam merancang bentuk amorf dari struktur kompleks ini. Struktur Node baja bulat menghubungkan struktur gridshell kayu heksagonal. Jaringan tegangan yang kompleks dari kabel dan tiang baja memberikan kekakuan pada keseluruhan struktur dan menopang kelongsong kain PVC dengan tiang teleskopik.

Struktur Tenda Atap

Node tiang

Kabel-rangka

dinding-

Tiang Penopang

Pentutup Dinding Bawah

Struktur gridshell

Lantai dasar Dak Beton

Penyaluran gaya pada struktur dasar

Sistem struktur form active Tenda dibentuk oleh elemen kabel-tiang penopang dan elemen komponen rangka dinding heksagonal. Uniknya tiang penopang tidak menyentuh tanah dan saling menopang diantara kabel yang dihubungkan pada node kabel dan kayu

6/29

DETAIL KONSTRUKSI Detail Penutup

Node Joint Kabel - Tiang

METODE KONSTRUKSI Detail Rangka kayu dan Pedestal

Pemodelan struktur amorf secara komputasional

KEKAKUAN, KESETIMBANGAN, KESTABILAN Node baja bulat menghubungkan struktur gridshell kayu heksagonal. Jaringan tegangan yang kompleks dari kabel dan tiang baja memberikan kekakuan pada keseluruhan struktur dan menopang kelongsong kain PVC dengan tiang teleskopik.

Prefabrikasi rangka struktur kayu gridshell Pemasangan pedestal beton Perangkaian rangka kayu gridshell Pendirian rangka kayu gridshell

Ball Joint Rangka Kayu

Kesetimbangan kabel dan tiang melayang diantara ball joint kayu menahan secara vertikal dan lateral diantara 5 jaringan kabel.

Detail tenda-kayu

Kestabilan beban tenda itu sendiri selain dari tarikan secara vertikal oleh tiang penopang, juga tertarik secara lateral melalui heksagonal struktur gridshell. Hal ini tercipta kesetimbangan antara tarikan kabel dan tekanan tiang, yang ditahan kekakuan ball joint antar kayu pada gridshell

Pemasangan Tenda Pemasangan tiang penopang dan kabel Perekatan Kain Tenda pada Struktur Gridshell

7/29

8/29

ISOMETRI SKALA 1:100

9/29

B

A

DENAH ATAP SKALA 1:700

10/29

B

A

DENAH LANTAI DASAR SKALA 1:700

11/29

+ 22.40 + 19.00

± 0.00

POTONGAN A SKALA 1:400

+ 22.40

+ 9.25

± 0.00

POTONGAN B SKALA 1:400

12/29

TAMPAK DEPAN

TAMPAK BELAKANG

SKALA 1:1000

SKALA 1:1000

TAMPAK KIRI

TAMPAK KANAN

SKALA 1:1000

SKALA 1:1000

13/29

PLAT BAJA PENYATU PENJEPIT KABEL KABEL D=2 CM

BATANG TRUSS UTAMA (KOLOM BAJA) MEMBRAN ETFE

SAMBUNGAN LAS

POTONGAN PRINSIP SKALA 1:100

PLAT PENYATU MUR BAUT SENDI BAUT BASE PLAT BAJA ANGKUR BAJA PEDESTAL BETON

PLAT BAJA

PLAT PENJEPIT KABEL

14/29

MEMBRAN ETFE

KOLOM BAJA KABEL D=5.5 CM WINDSUCTION RING

KABEL D=2 CM

EXPLODED AXONOMETRY SKALA 1:700

15/29

16/29

17/29

18/29

19/29

20/29

21/29

22/29

DETAIL SAMBUNGAN KABEL KE PEDESTAL KABEL D=5.5 CM PENJEPIT KABEL

KABEL D=5.5 CM

PLAT BAJA MUR BAUT

PLAT BAJA

PLAT BAJA

MUR BAUT PEDESTAL

ISOMETRI

TAMPAK

SKALA 1:20

SKALA 1:20

DETAIL SAMBUNGAN KABEL DENGAN MEMBRAN MUR BAUT

PLAT BAJA MUR BAUT PLAT BAJA PLAT BAJA MEMBRAN

PETA KUNCI

ISOMETRI

TAMPAK ATAS

SKALA 1:5

SKALA 1:5

23/29

24/29

25/29

26/29

27/29

STUDI MAKET

28/29

STUDI MAKET

29/29