PORTO FOLIO
tugas 1 : struktur
STRUCTURAL APPROACH in DESIGN of STRUCTURAL APPROACH in DESIGN of
Sydney Opera House
DOSEN :
Ir. RULLAN NIRWANSYAH, MT.
Ir. SYAIFUDDIN ZUHRI, MT.
PORTO FOLIO
struktur bangunan
STRUCTURAL APPROACH in DESIGN of STRUCTURAL APPROACH in DESIGN of
Sydney Opera House
MAHASISWA :
RONALDO (001010001)
The Sydney Opera House di Sydney, New South Wales, Australia satu bangunan abad ke-20 yang paling
Lokasi berada Terletak di Bennelong Point sebelah selatan dan dekat dengan Harbour
Fungsi bangunan sebagai tempat pertunjukkan yang terkenal di dunia.
yang terkenal di dunia.
Luas site sebesar 1.8 hectares (4.4 acres) of land panjang 183 m (600 ft) dan lebar 120
Mempunyai 2 ruang dengan kapasitas sayap barat) dan ruang joan sutherland
venue yang lebih kecil (the drama theatre, the play house,
Sydney, New South Wales, Australia adalah salah 20 yang paling khas dan terkenal. Arsitek Jørn Utzon
Bennelong Point di Sydney Harbour, dengan taman Harbour Sydney Bridge yang monumental.
pertunjukkan seni (opera), balet dan teater acres) of land dan ukuran bangunan dengan 120 m (394 ft).
kapasitas besar, yakni ruang concert hall (shells
sutherland theatre (shells sayap timur), serta
(the drama theatre, the play house, dan studio).
Permukaan cangkang adalah permukaan yang permukaan translasional atas kurva bidang lainnya
CANGKANG :
STRUKTUR
atas kurva bidang lainnya
Permukaan yang dibentuk dua kurva bidang (permukaan bentuk yang merupakan
cangkang dapat mempunyai bentuk sembarang. Bentuk yang umum yang berasal dari kurva yang diputar terhadap satu sumbu, translasional yang dibentuk dengan menggeserkan kurva bidang di lainnya (misalnya , permukaan parabola eliptik dan silindris),
CANGKANG : DASAR-DASAR STRUKTUR SHELL
Sebagai akibat cara elemen struktur ini memikul beban bidang (terutama dengan cara tarik dan tekan),
Struktur cangkang dapat sangat tipis dan mempunyai yang relatif besar. Perbandingan bentang tebal sebesar 500 saja digunakan, misalnya tebal 3 in. (8 cm) mungkin digunakan untuk kubah yang berbentang 100 sampai (30 sampai 38 m).
lainnya (misalnya , permukaan parabola eliptik dan silindris), dibentuk dengan menggeserkan dua ujung segmen garis pada
permukaan hiperbolik paraboloid dan kinoid), dan berbagai merupakan kombinasi dari yang telah disebutkan diatas.
(30 sampai 38 m).
Cangkang setipis ini menggunakan material yang relatif dikembangkan, misalnya beton bertulang yang didesain khusus untuk membuat permukaan cangkang.
Bentuk-bentuk 3 dimensional lain, misalnya kubah pasangan (bata), mempunyai ketebalan lebih besar, dan tidak dapat dikelompokkan struktur yang hanya memikul tegangan
Joedicke, 1963), struktur shell adalah plat yang melengkung ke satu arah atau lebih yang tebalnya jauh lebih kecil daripada bentangnya.
Schodecik, 1998), shell atau cangkang adalah bentuk structural tiga dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai permukaan lengkung.
Salvadori dan Levy, 1986), shell disebut kulit kerang, kulit Salvadori dan Levy, 1986), shell disebut kulit kerang, kulit kerang tipis merupakan suatu membrane melengkung yang cukup tipis untuk mengerahkan tegangan-tegangan lentur bekerja padanya.
melengkung daripada
kulit
SHELL
kulit yang
yang
Cangkang adalah bentuk
struktural berdimensi tiga yang kaku
tipis serta yang mempunyai
permukaan lengkung
Kata cangkang cangkang telur, dansebagainya
tapi kaku dan kokoh ditirumanusia dari struktur
Struktur Membrane atau Shell merupakan struktur dengan bentuk permukaan melengkung. Dan mampu mendistribusikan beban dalam lebih dari dua arah untuk mendukungnya, tanpa tekuk
(bending) atau putar (twisting).
struktur
BASIC SHELL
cangkang bersumber dari alam, yaitu telur, kepiting, keong
dansebagainya. Bentuk melengkung, tipis kokoh. Sifat-sifat inilah yang dari alam dalam pembuatan
Shell merupakan bentuk struktural tiga dimensi yang kaku dan tipis dan mempunyai permukaan lengkung Dengan kelengkungan : 1 arah, 2 arah atau 3 arah.
Linear Layered Structural Shell
PERMUKAAN CANGKANG
Beban beban yang bekerja pada permukaan cangkang diteruskan ke tanah dengan menimbulkan tegangan geser, tarik, dan tekan pada arah dalam bidang permukaan tersebut Struktur cangkang tipis khususnya cocok digunakan untuk memikul beban terbagi merata pada atap gedung. Struktur ini
PERMUKAAN CANGKANG
Sign convention for cylindrical shell differential element.
tersebut.
ini
Dimana:
z = jarak dari titik tengah permukaan t = ketebalan shell
Mx = momen puntir arah
RIBBED SHELL
Ribbed Shells, untuk konstruksi bentang panjang, cangkang tipis pada interval tertentu
menggunakan balok rib.
permukaan
axis dari gaya normal (Nx)
RIBBED SHELL
COMPOSITED SHELL
Cross Isoparametric triangular finite elements with
COMPOSITED SHELL
Kinematics of the first-order shear deformation theory
Cross-section of laminated
curved shell finite elements and homogenization
HOMOGENITAS COMPOSITE REINFORCED SHELL
Typical double curvature shell structures
prinsip dasar beban P pada bidang lengkung shell structures
SLIDING FAILURE
homogenization theory to the rigid-plastic curved shell finite elements and homogenization
HOMOGENITAS COMPOSITE REINFORCED SHELL
homogenization theory to the rigid-plastic case (Suquet, 1983) : untuk mengatasi keretakan pada permukaan shell.
dasar bekerjanya pada permukaan lengkung
HISTORY : BASIC REINFORCED HISTORY : BASIC REINFORCED HISTORY : BASIC REINFORCED HISTORY : BASIC REINFORCED
A rib (or ribbed) vault ribs” yang
ribs” yang Unit kubah menyebar
Seperti gothic
atau “ribbed vaulting”
Pointed Arch:
Ribbed Vault dan Flying buttress
types of vault: barrel vault (a cradle vault, tunnel vault, or wagon vault), groin vault, rib (or ribbed) vault, dan fan vault (Merriam-Webster Ribbed Vault dan Flying buttress
HISTORY : BASIC REINFORCED HISTORY : BASIC REINFORCED HISTORY : BASIC REINFORCED HISTORY : BASIC REINFORCED
RIBBED SHELL RIBBED SHELL RIBBED SHELL RIBBED SHELL
A rib (or ribbed) vault ditopang oleh serangkaian “arched diagonal ribs” yang membagi permukaan vault’s dalam unit-unit panel.
ribs” yang membagi permukaan vault’s dalam unit-unit panel.
kubah vault tersusun atas potongan-potongan ribs yang menyebar keluar seperti kipas (Bony 1983; Fitchen 1961)
gothic architecture yang terdiri atas “arches” dan “ogival”
“ribbed vaulting” (Bony 1983)
OBYEK KASUS KAJIAN
OPERA SYDNEY HOUSE
DI NEW SOUTH WALES, AUSTRALIA DI NEW SOUTH WALES, AUSTRALIA
OBYEK KASUS KAJIAN
OPERA SYDNEY HOUSE
DI NEW SOUTH WALES, AUSTRALIA
DI NEW SOUTH WALES, AUSTRALIA
LAY-OUT PLAN
Massa bangunan terdiri :
Massa Concert Hall (shells sayap barat),
Massa Joan Sutherland Theatre (shells sayap timur), dan
Massa Venue yang lebih kecil (the drama theatre, the play house, dan studio)
SITE PLAN
(the drama theatre,
Fungsi bangunan sebagai tempat pertunjukkan seni (opera), balet dan teater
TATA LETAK ATAP
TATA LETAK ATAP
Sistim struktur suatu dengan dengan
Surface, Elliptical Surface, Parabolic Surface
SHELL
Sistim struktur atap pada bangunan Opera Sydney House merupakan struktur shell jenis rotacional surface bidang yang diperoleh bilamana
garis lengkung yang datar diputar terhadap suatu sumbu dengan permukaan ratisional dapat dibagi tiga yaitu, Spherical dengan permukaan ratisional dapat dibagi tiga yaitu, Spherical Surface, Elliptical Surface, Parabolic Surface
LETAK STRUKTUR KOLOM
LETAK STRUKTUR KOLOM
Second Floor
FLOOR
Ground (First) Floor
Concert Hall dan Theatre:
merupakan ruang dengan
kebutuhan luas yang cukup besar dengan kapasitas besar sehingga tuntutan struktur bentang lebar
TAMPAK BANGUNAN
North elevation of the Theatre (left) and Concert (right) Halls.
Elevation Utara adalah gedung Concert Hall dan gedung Theatre .
TAMPAK BANGUNAN
Elevation Barat adalah gedung Concert Hall.
Bagian yang diarsir hitam adalah dinding glass walls.
dan gedung Theatre .
Bagian yang diarsir hitam adalah glass walls
Restaurant, Concert Hall and Theatre Hall dilihat dari utara
Theatre Hall
Sistim struktur bangunan (atap)
menggunakan struktur cangkang (shell) pracetak, dengan rib beton precast
SHELL
pracetak, dengan rib beton precast mengikuti arah kelengkungan bola.
Kulit cangkang terbuat dari plat beton
precast, reinforced-concrete shell, dengan rib berbentuk parabolic. Sedangkan dinding (louvre wall) menempel pada cangkang.
(louvre wall) menempel pada cangkang.
BENTANG LEBAR
Concert Hall : ruang dengan
kebutuhan luas yang cukup besar dengan kapasitas besar sehingga tuntutan struktur bentang lebar
Theatre:
luas yang kapasitas struktur struktur
BENTANG LEBAR
SHELL
Theatre: ruang dengan kebutuhan yang cukup besar dengan kapasitas besar sehingga tuntutan struktur bentang lebar
struktur bentang lebar
Theatre Hall
Potongan Longitudinal melewati ruang Theatre Hall
Concert Hall
Gaya Meredional :
Gaya meredional pada atap Sydney opera house berasal dari berat itu sendiri yang kemudian gaya itu disalurkan melalui tulangan baja kekolom
Concert Hall
melalui tulangan baja kekolom penyangga atap.
Gaya meredional yang bekerja pada atap diatasi dengan
mempertebal permukaan membentuk permukaannya menyerupai sirip-sirip dengan tujuan agar permukaan lebih kaku
Gaya Rotasional, Gaya Rotasional,
Gaya rotasional bekerja kearah vertical mengikuti lengkung atap kemudian
beban disalurkan ketanah melaui tiga kolom yang ada. Beban tekan dan tarik disalurkan melalui tulangan atap.
MATERIAL STRUKTUR ATAP
pada Sydney opera house
dari proses rotasional kearah
dengan dua arah dan
horizontal) / double curved shell dengan permukaan lengkung
MATERIAL STRUKTUR ATAP
Atap terbuat dari 2194 bagian beton precast yang masing masing seberat 15,5 ton.
Kesemuanya disatukan dengan kabel baja sepanjang 350 km.
Berat atap keseluruhan mencapai 27.230 ton yang dilapisi 1. 656. 056 keramik Swedia. Berat bangunan 161.000 ton ditopang oleh kostruksi baja yang ditanam kostruksi baja yang ditanam pada kedalaman 25 m di bawah permukaan laut.
Penyangga atap terdiri dari kolom beton yang masing masing 2,5 meter persegi dengan struktur dinding
DISTRIBUSI BEBAN PADA
Distribusi tekanan (pressure) pada kulit cangkang
Ditail plat shell dan rib reinforced
Ribbed Shell Structures
DISTRIBUSI BEBAN PADA KULIT SHELL
place a mirror edge on vertical
centreline, facing left. Look at right half with right eye and reflection of left half with left
STRUCTURAL COMPOSITE
REINFORCED FLAT PLATE COMPOSITED
STRUCTURAL COMPOSITE SHELL
Schematic diagram of the LW/SE method for the composite stiffened laminated cylindrical shell composite stiffened laminated cylindrical shell
Schematic diagram and meshing scheme of a structural composite shells systems
reinforced by complex stiffeners.
REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE
FOLDED HYPERBOLIC FOLDED HYPERBOLIC FOLDED HYPERBOLIC FOLDED HYPERBOLIC
models conceptualize the roof as a folded plate or a hypar shell
Ribbed Shell Structures
Aesthetic refinement of the concourse beams: (a) hard- edged original proposal; (b) final solution - a compromise between artistic goals and cost of fabrication, providing considerable softening of form
REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE
FOLDED HYPERBOLIC FOLDED HYPERBOLIC FOLDED HYPERBOLIC FOLDED HYPERBOLIC
Ribbed Shell Structures
REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE
Elemen shear wall untuk menyatukan antara campuran beton (concrete) dengan tulangan baja (steel ) secara langsung RIBBED SHELL DITAIL
REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE REINFORCED CONCRETE
REINFORCED CONCRETE SHELL SHELL SHELL SHELL PLATE PLATE PLATE PLATE
Reinforced-concrete, folded-plate construction : cocok untuk sistim struktur yang membutuhkan atap dengan kebutuhan bentang cukup oanjang
beton
atap dengan kebutuhan bentang cukup oanjang
PLATE SHELL DITAIL
