Struktur Membran [PDF]

Citation preview

STRUKTUR DAN KONSTRUKSI MEMBRAN STRUKTUR, KONSTRUKSI, DAN SISTEM BANGUNAN 5



ANDI PUTRI RIZKY WULANDARI



IR. MOCH HUSNI DERMAWAN, M. T.



5112419043



IR. EKO BUDI SANTOSO, M. T.



ROMBEL 2



DIHARTO, S. T., M. SI.



Sistem Struktur Kabel Suatu struktur pemikul dan penyalur beban atap bangunan yang terdiri dari lembaran-lembaran tipis dan fleksibel (lentur/tidak kaku) yang dirangkai membentuk bentangan luas, dengan tumpuan tiang/batang tekan dan/atau balok pelengkung, dan dengan bantuan peregangan kabel, jaringan kabel, atau tekanan udara. Struktur membrane meneruskan beban gaya tarik melalui lembaran bidang membrane dan peregangannya menuju titik-titik simpul atau tumpuan strukturnya, atau diangkurkan ke dalam pondasi.



• Sering disebut sebagai struktur tenda (Tend systems) dan struktur kain tarik (Tensile Membranes). Hanya dapat memikul gaya tarik dan tidak dapat menahan gaya tekan • Membutuhkan struktur lain, seperti tiang atau balok tempat struktur membran bergantung. Kecuali pada keadaan khusus, struktur membrane dengan peregangan tekanan udara (struktur pneumatic tipe inflated structure) dapat berdiri sendiri • Struktur furnicular



PRINSIP JALAN GAYA STRUKTUR MEMBRAN



• Cara kerja sama dengan struktur kabel gantung (suspended cable) • Bahan membran yang digunakan sebagai struktur atap bangunan Gedung terdiri dari tiga lapis, dengan lapisan tengah berupa bahan tenunan tahan tarik (tensile fabric), yang harus dapat menahan daya tarik sebesar 10ton/m, baik ke arah Panjang (warp), maupun lebarnya (fill). Lapisan struktural ini dilindungi oleh dua lapisan plastik di bagian kedua sisi permukaan luarnya. • Untuk penggunaan di luar bangunan (eksterior), biasa digunakan salah satu alternatif, tenunan poliester dilapisi PVC (Polyvinyl Chloride), atau tenunan serat kaca (glass fiber) dilapisi PTFE (Polytetrafluoroethylene = Teflon). PVC dan PTFE itu sejenis plastic sebagai lapisan pelndung dari lapisan tengah membran yang berupa tenunan poliester atau tenunan serat kaca, yaitu bahan membran yang structural (menahan beban).



• Bila bahan tenunan struktural tidak dilapisi, maka tidak bisa kedap air dan mempunyai kemampuan lain yang diperlukan, seperti tidak mudah terbakar dan kotor.



KLASIFIKASI POLA BENTUK STRUKTUR MEMBRAN



KLASIFIKASI POLA BENTUK STRUKTUR MEMBRAN ▪



Pola Bentuk Dasar Hypar



• Bentuk sadel (pelana) Ex. Kassel Music Pavilion karya Frei Otto • Untuk meregangkan membran digunakan alat bantu berupa tiang (meninggikan ujung puncak membran) dan kabel tarik (menimbangi gaya tarik oleh membran ke kabel tiang). Dibutuhkan pula kabel bantuan kabel tepi penguat di sepanjang sisi membran (meratakan beban tarikan pada membran).



KLASIFIKASI POLA BENTUK STRUKTUR MEMBRAN ▪



Pola Bentuk Dasar Conic/Kerucut • Untuk meratakan tarikan pada bidang membran, di tepi keliling luar kerucut harus dipasang kabel tepi. Kabel tepi itu ditambatkan pada batang-batang tekan yang bertemu kabel tepi di sudut-sudut luar kerucut. • Bentuk kerucut juga disebut bentuk kuncup atau hunched surface.



KLASIFIKASI POLA BENTUK STRUKTUR MEMBRAN ▪



Pola Bentuk Dasar Barrel Vault/Silinder Melengkung • Melengkung silih berganti dibantu balok-balok busur atau pelengkung • Balok pelengkung menahan tarikan ke bawah dari bidang membran, sehingga gaya yang bekerja pada balok pelengkung adalah gaya tekan • Bidang membran diregangkan dengan tarikan dan pengangkuran titik-titik simpul membran ke pondasi.



KLASIFIKASI POLA BENTUK STRUKTUR MEMBRAN ▪



Pola Bentuk Dasar Dome/Kubah • Bentuk kubah, selain bentuk pneumatik, jarang dijumpai menggunakan struktur membran • Kedua arah kurvanya sinklastik, kurang sesuai untuk struktur membran karena membran sulit diregangkan dengan efektif oleh bentuk membran itu sendiri (kecuali diberi tekanan udara dari bawah → struktur pneumatik) • Bidang membran tidak bersifat struktural, tetapi hanya sebagai bidang tertutup atap/selubung (cladding) • Atap membran harus didukung oleh sistem struktur utama lain



KLASIFIKASI POLA BENTUK STRUKTUR MEMBRAN ▪



Kombinasi Pola Bentuk Dasar Membran



• Mempunyai dua arah lengkungan kurva yang antiklastik, yaitu dua kurva yang berlawanan arah hadap-silih berganti • Bisa berbentuk hypar dan conic/kerucut, hypar dan barrel vault/silinder, conic/kerucut dan barrel vault/silinder, atau pengulangan pola bentuk dasar itu sendiri



Dari bentuk akhir tepi membran yang terjadi, ada dua macam bentuk tepi membran: i.



Membentuk lengkungan besar atau lengkungan-lengkungan kecil, seperti tepi kerang/cangkang (scalloped edges) • Tepi relatif lunak (flexible edges) karena tepi membran hanya diperkuat dengan kabel atau bahkan hanya lipatan bahan membrannya • Dapat diatasi dengan tiga cara: o Menyelipkan membran dengan batang PVC tepi (dalam lipatan) ke dalam alur relung (luff track) alumunium o Pipa di dalam kantong lipatan membran o Membran diklem pada balok pembatas membran



ii.



Lurus atau melengkung mengikuti bentuk balok pembatas membrannya. • Tepi yang keras (rigid edges) karena tepi membran dibatasi oleh batang baja dan klem sepanjang tepinya, baik lurus atau melengkung • Dapat diperkuat dengan empat macam membran berdasarkan besarnya beban tarikan yang bekerja pada membran o Lipatan membran (som, bisa ditambah tenunan penguat), kecil o Kabel tepi dalam lipatan, sedang o Kabel tepi ditambah sabuk (webbing belt), besar o Kabel tepi diperkuat kabel eksternal, sangat besar



DETAIL PEMBATAS TEPI STRUKTUR MEMBRAN Boundary Detailing



DETAIL PEMBATAS TEPI STRUKTUR MEMBRAN



DETAIL PEMBATAS TEPI STRUKTUR MEMBRAN



BAHAN STRUKTUR MEMBRAN • Tenunan Tanpa Pelapisan (Uncoated Fabrics) o Tenunan sederhana seperti kain, kanvas, dan nilon



ETFE (Ethylene Tetrafluoroethylene) adalah sebuah kopolimer dari ethylene dan tetrafluoroethylene, dan termasuk dalam polimer PTFE fluorine. Merupakan sebuah lembaran tipis (foil/film) yang tahan lama dan sangat transparan serta bobotnya sangat ringan. Kelebihan: ▪ Tahan terhadap bahan kimia ▪ Dapat diprint ▪ Tidak mengikat kotoran ▪ Dapat disambung ▪ Dapat didaur ulang seluruhnya ▪ Tahan lebih dari 30 tahun ▪ Mampu memikul beban 400x dari beratnya sendiri



• Tenunan dengan Pelapisan (Coated Fabrics) o Terdiri dari tiga lapisan o Lapisan structural ini dilapisi di kedua sisinya oleh bahan senyawa plastic yang meningkatkan ketahanan terhadap cuaca dan lingkungan, seperti ketahanan terhadap sinar UV, bahaya kebakaran, ketahanan terhadap risiko kotor, dan efek warna o Tenunan polyester berlapis PVC dan tenunan serat kaca berlapis PTFE o Tenunan lapisan structural membran terdiri dari serat memanjang (warp) dan serat melintang (weft atau fill). Serat memanjang lebih kaku daripada serat melintang. Bila membran ditarik ke arah melintangnya, serat fill akan memaksa serat warp bergerak ke atas dan ke bawah silih berganti (serat warp memanjang, serat fill memendek)



BAHAN STRUKTUR MEMBRAN



BAHAN STRUKTUR MEMBRAN



PENERAPAN STRUKTUR MEMBRAN DALAM ARSITEKTUR



Music Pavilion ini berlokasi di Sun Valley , Idaho, USA. Di bangun tahun 2008. Bangunan ini merupakan bangunan yang berfungsi sebagai Music Hall. Konsep bangunan ini terinspirasi oleh tatanan alam dan berfungsi sebagai tempat berkumpul suatu komunitas tertentu dalam sebuah acara. Struktur bangunan terdiri dari struktur yang permanent dan non permanent. Struktur permanent pada bangunan ini terletak pada bagian panggung, dan fasilitas penunjangnya. Struktur non permanent terletak pada atap bagian depan yang terbuat dari membrane. Pada musim dingin, atap ini tidak di fungsikan, sedangkan pada musim panas, atap berfungsi untuk menaungi pavilion. Kombinasi antara struktur permanent dan non permanent memberikan satu keunikan tersendiri dari bangunan ini.



Jenis struktur membrane yang di gunakan merupakan struktur tenda, dengan pendukung tiang lengkung. Terletak pada sambungan antara struktur permanent dan non permanent pada atap. Tumpuan pada struktur membrane bangunan Sun Valley Pavillion, menggunakan tumpuan titik deskret dengan titik tertinggi pada bidang lengkung. Sedangkan titik terendahnya di hubungkan dengan kabel menuju ke kolom. Gaya pra tegang pada membrane di peroleh dengan menarik membrane dari titik tertinggi ke titik terendahnya( jacking ).



PENERAPAN STRUKTUR MEMBRAN DALAM ARSITEKTUR



REFERENSI • Darmawan. 2019. Struktur dan Sistem Bangunan Bentang Lebar. Yogyakarta: PT Kanisius. • https://media.neliti.com/media/publications/269233-struktur-membrandalam-bangunan-bentang-3bbb8fc1.pdf