Struktur Lengkung & Vault

(1)

STRUKTUR LENGKUNG

&

VAULT

Voyen revandi ( R5A )

201545500053

Muhamad Ilyas ( R5A )

201545500048

ASLAB : RIZKI HAMBALI, S.T, M.T. ASLAB : RIZKI HAMBALI, S.T, M.T.

(2)

STRUKTUR LENGKUNG

ada

adalah lah sebsebuah uah strstruktuktur ur yanyang g dibdibententuk uk dadari ri eleelemen men gargaris is yanyang g melmelengengkukung ng dandan

membentang antara dua titik yang membentuk busur. Sistem struktur busur termasuk golongan

struktur funikular karena telah

struktur funikular karena telah digunakan bangsa Romawi dan Ydigunakan bangsa Romawi dan Yunani, terutama untuk membuatunani, terutama untuk membuat

bangunan yang memerlukan bentangan yang besar/luas. Struktur ini membentang suatu ruang

se

sekakaliligugus s memenonopapang ng bebebaban. n. UmUmumumnnya ya ttererdidiri ri atatas as ppototonongagan n - - popottonongagan n kekecicil l yayang ng

mem

mempertpertahaahankankan n posposisiisinynya akibaa akibat t adaadanynya pemba pembebaebanannan. . PaPada zamada zaman n itu itu maumaupun saapun saat t iniini

sistem struktur busur dibuat dengan bahan padat yaitu batu, atau batu buatan/bata/masonry.

Juga dikembangkan dengan menggunakan bahan bangunan yang modern dari kayu, besi/baja.

engkung

(3)

Tipe

–

Tipe Struktur Lengkung

- Bata

 Tipe Gothic

Tipe gothic ini sebenarnya terbentuk dari dua busur yang ujung atasnya bertemu di satu titik pada puncak pelengkung. Tipe ini terbagi lagi menjadi tiga varian (sub tipe). Sub tipe lancip (lancet) di mana radius busurnya lebih kecil dari lebar pelengkung (span), sub tipe tumpul (drop) dengan radius busurnya lebih besar dari lebar pelengkung.

 Tipe Tudor

Pelengkung ini disebut juga pelengkung busur tertekuk, terbentuk dari dua busur perempat lingkaran masing masing terletak di tumpuannya dilanjutkan dengan garis lurus yang saling memotong pada puncak pelengkung. Pelengkung ini merupakan cirri utama bangunan rumah para bangsawan (wangsa Tudor) di kerajaan Inggris terutama pada periode 1485 – 1603.

(4)

 Tipe Venesia

Secara geometrik pelengkung venesia ini terbentuk dari penggalan busur lingkaran (arch ring). Elemen material berbentuk baji (dipasang mengikuti arah radius pelengkung yang memusat) saling mendesak satu sama lain merupakan kekuatan utama pelengkung ini menahan beban yang ditimpakan di atasnya.

 Tipe Segitiga

Bentuknya yang segitiga member kesan kepada kita bahwa ini sebenarnya bukan struktur pelengkung tapi lebih tepat disebut ambang segitiga (ambang topi uskup). Ambang topi uskup ini sangat umum dijumpai pada bangunan arsitektur Inggris Purba (Anglo Saxon) yaitu gaya bangunan pada abad ke 5 masehi.

Struktur bangunan kuno yang mempunyai kemiripan dengan gaya arsitektur ini sering kita jumpai pada gapura pintu masuk bangunan candi di Indonesia contohnya candi Prambanan di Yogyakarta, dan candi Borobudur di Muntilan Jawa tengah.

(5)

 Tipe Tapak Kuda

Bangunan struktur gapura bentuknya hampir menyerupai lingkaran mirip tapalkuda oleh para ahli bangunan diasosiasikan sebagai gaya arsitektur muslim banyak dijumpai pada peninggalan bangsa Moor yang pernah memerintah semenanjung Iberia pada masa Islam Spanyol. Lihat foto gerbang kota Alhambra Spanyo selatan yang dibangun oleh Yusuf I pada tahun 1348.

Secara fisik bangunan penggal lingkaran bertumpu pada dua kolom dengan jarak bentang yang lebih kecil bila dibandingkan dengan diameter lingkarannya.

 Tipe Rolak Datar

Tipe rolak datar elemennya berupa pasangan batu maupun batu bata secara struktural adalah ambang penutup celah sempit letaknya di atas bangunan pintu atau jendela rumah. Bentuknya sama sekali tidak menyerupai pelengkung melainkan datar saja. Namun tidak seperti ambang biasa yang bisa mengalami tekanan akibat gaya lendutan, struktur ini memiliki elemen elemen berbentuk baji yang sangat efisen menahan gaya desak seperti struktur pelengkung pada umumnya. Jadi walaupun secara fisik dia berbentuk batang datar tapi berfungsi sebagai pelengkung.

(6)

 Tipe Segmental

Pelengkung segmental adalah pelengkung yang wujudnya berupa penggalan lingkaran (segmen) di mana elemen penyusunnya terdiri dari material (batu, bata) yang serupa bentuknya (identic).

Bentuk yang sangat popular adalah pelengkung dengan bukaan (rise) sempit namun bentangnya (span) lebar sehingga memungkinkan penggunaan batu bata standar namun bentuknya ditiruskan.

 Tipe Setengah Lingkaran

Sesuai dengan namanya pelengkung ini benar benar dibuat berbentuk setengah lingkaran. Beban beban yang bekerja di atas pelengkung ini akan diteruskan menuju masing masing tumpuan (abutment).

Pelengkung ini penampilannya kurang begitu bagus kalau menggunakan batu bata biasa (bentuk persegi) karena mortar di bagian atas (extrados) akan sangat lebar itulah asannya mengapa harus digunakan batu bata berbentuk tirus.

(7)

-

PELENGKUNG KAKU PARABOLIK: BEBAN

TERDISTRIBUSI MERATA

Dengan adanya bahan baja dan beton bertulang. Kekakun elemen bahan tersebut memungkinkan adanya pelengkung dengan bentuk beraneka ragam dan dapat memikul beban tak terduga tanpa runtuh. Pelengkung kaku modern sering dibentuk berdasarkan respon terhadap kondisi pembebanan.

-

PELENGKUNG FURNICULAR: BEBAN TERPUSAT

Sistem struktur yang berbentuk seperti tali kurva atau kumpulan segmen elemen-elemen garis lurus yang membentuk lengkung.

(8)

Lengkung Yang Menyebarkan Beban

Dalam sejarah ilmu pengetahuan, terdapat beberapa penemuan yang, sekalinya ditemukan, langsung cukup sempurna, sedemikian hingga dalam ribuan tahun tidak banyak perubahan. Satu contoh yang bagus adalah roda. Sejak awal peradaban hingga kini prinsipnya sama: benda bulat yang menggelinding pada porosnya. Jikapun ada inovasi hanya pada detail, misalnya pembagian antara velg dan karet ban. (dulu tidak ada)

Nah, di bidang arsitektur, ada juga teknologi yang seperti itu, yang dipopulerkan oleh peradaban Romawi Barat. Teknologi itu adalah bentuk struktur lengkung — dalam bahasa Inggrisnya disebut arch. Sebuah struktur lengkung mempunyai kemampuan luar biasa dalam mendistribusikan beban. Bahkan saking efektifnya, di masa kini prinsipnya masih dipakai membangun jembatan, jalan tol, dll.

(9)

Sebuah telur mempunyai anatomi : bagian atas lebih lonjong daripada bagian bawah. Apabila kulit telur disangga berdiri vertikal maka yang menerima beban adalah bagian paling lengkung. Kelengkungan itu lalu mendistribusikan gaya vertikal dari titik puncak menuju ke samping, terus ke penyangga, hingga akhirnya ke tanah. Pada akhirnya terbentuk sistem saling-menopang yang stabil.

Distribusi gaya berat pada kulit telur

Kelengkungan di puncak telur (titik A) berbeda dengan di sisi samping (titik C dan D). Sebagaimana bisa dilihat dalam gambar titik C dan D mempunyai bidang yang lebih datar. Oleh karena itu secara struktural mereka lebih lemah.

(10)

Yang di atas itu adalah contoh adaptasi struktur lengkung oleh manusia. Ditinjau secara struktur dia mengikuti prinsip telur yang sudah di bahas. Perhatikan bahwa setiap segmen dalam gambar bersifat saling mendukung. Apabila yang satu dilepas, maka keseluruhannya akan ambruk. Seperti animasi di samping ini.

Keambrukan itu terjadi karena gaya berat yang harusnya disalurkan putus di tengah jalan. Awalnya terdapat vektor gaya yang menekan. Namun karena tidak ada balok yang menyambut, akhirnya dia cuma mendorong udara, dan hilang kestabilannya.

(11)

Vektor gaya yang merambat dalam balok itu disebut line of thrust (“garis gaya dorong ”). Sebuah bangunan akan stabil jika line of thrust tertampung di dalam struktur. Namun apabila keluar maka bisa terjadi patah atau deformasi (penyok). Adapun untuk kasus lengkung bersegmen, analisis line of thrust -nya adalah sebagai berikut.

Perhatikan bahwa tidak ada yang keluar — semua garis gaya dialirkan sempurna menuju tanah.

Di sinilah kita menyadari bahwa kestabilan struktur bangunan, pada dasarnya, adalah manipulasi distribusi beban. Sebuah gaya berat harus dialirkan sedemikian rupa agar tidak “lari” dari struktur. Sebagaimana vektor bisa teralirkan sampai ke tanah, tanpa adanya struktur yang patah.

(12)

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN

KELEBIHAN STRUKTUR LENGKUNG

■ Keseluruhan bagian pelengkung

menerima tekan, dan gaya tekan ini ditransfer ke abutmen dan ditahan oleh tegangan tanah dibawah pelengkung. Tanpa gaya tarik yang diterima oleh pelengkung memungkinkan pelengkung bisa dibuat lebih panjang.

■ Bentuk struktur pelengkung adalah inovasi dari peradaban manusia yang memiliki nilai estetika tinggi.

KEKURANGAN STRUKTUR LENGKUNG

 _Untuk _material _baja, _memerlukan

maintenance yang rutin karena sifat baja yang lemah terhadap oksidasi/karat. Bentuk maintenance seperti pelapisan dengan cat dan harus detil ke setiap elemen yang terpapar udara bebas. Dilihat dari segi estetika juga biasanya struktur baja sedikit kurang indah dibandingkan dengan struktur beton.

(13)

STRUKTUR VAULT

adalah sebuah struktur yang dibentuk dari elemen garis yang melengkung tiga dimensi secara sederhana adalah pelengkung ( Arch ) yang di transformasikan menjadi bentuk tiga dimensi.

Gaya yang bekerja pada vault hanya gaya tekan ( Compression ) saja. ault

(14)

(15)

Tipe

–

Tipe Struktur Vault

(16)

(17)

(18)

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN

KELEBIHAN STRUKTUR VAULT

■ Keseluruhan bagian pelengkung

menerima tekan, dan gaya tekan ini ditransfer ke abutmen dan ditahan oleh tegangan tanah dibawah pelengkung.

■ Bentuk struktur vault adalah inovasi dari pemikiran manusia yang memiliki nilai estetika tinggi.

KEKURANGAN STRUKTUR VAULT

■ Pengerjaan yang sulit perlu tenaga ahli, dan material yang digunakan tidak sembarang.

(19)

(20)

Daftar Pustaka

■ Adam, J-P. (1999). Roman Building: Materials and Techniques . London: Routledge

■ Benvenuto, E. (1991). An Introduction to the History of Structural Mechanics: Part II: Vaulted Structures and Elastic Systems. New York: Springer-Verlag

■ Heyman, J. (1969). The Safety of Masonry Arches.International Journal of Mechanical Sciences 11, 363-385

■ Irvine, H.M. (1979). The Stability of The Roman Arch. International Journal of Mechanical Sciences 21, 467-475

■ Google, Arch Construction section 12

■ Google, Arch, Technical Support, Specific Construction

(21)