PORTO FOLIO tugas 1 : struktur bangunan
STRUCTURAL APPROACH in DESIGN of Sydney Opera House
EN : . RULLAN NIRWANSYAH, MT. . SYAIFUDDIN ZUHRI, MT.
MAHASISWA : RONALDO (001010001)
The Sydney Opera House di Sydney, New South Wales, Australia adalah salah satu bangunan abad ke-20 20 yang paling khas dan terkenal. Arsitek Jørn Utzon Lokasi berada Terletak di Bennelong Point di Sydney Harbour, dengan taman sebelah selatan dan dekat dengan Harbour Sydney Bridge yang monumental. Fungsi bangunan sebagai tempat pertunjukkan seni (opera), balet dan teater yang terkenal di dunia. Luas site sebesar 1.8 hectares (4.4 acres) of land dan ukuran bangunan denga panjang 183 m (600 ft) dan lebar 120 m (394 ft). Mempunyai 2 ruang dengan kapasitas besar, yakni ruang concert hall (shells sayap barat) dan ruang joan sutherland theatre (shells sayap timur), serta
CANGKANG : DASAR-DASAR STRUKTUR SHELL
Permukaan cangkang dapat mempunyai bentuk sembarang. Bentuk yang umum adalah permukaan yang berasal dari kurva yang diputar terhadap satu sumbu, permukaan translasional yang dibentuk dengan menggeserkan kurva bidang di atas kurva bidang lainnya (misalnya , permukaan parabola eliptik dan silindris), Permukaan yang dibentuk dengan menggeserkan dua ujung segmen garis pad dua kurva bidang (permukaan permukaan hiperbolik paraboloid dan kinoid), dan berbagai bentuk yang merupakan kombinasi dari yang telah disebutkan diatas.
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). 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 pasa (bata), mempunyai ketebalan lebih besar, dan tidak dap 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 kerang tipis merupakan suatu membrane melengkung yang cukup tipis untuk mengerahkan tegangan-tegangan lentur yang bekerja padanya.
SHELL
Cangkang adalah bentuk struktural berdim tiga yang kaku tipis serta yang mempunyai permukaan lengk
BASIC SHELL
Kata cangkang bersumber dari alam, yaitu cangkang telur, kepiting, keong dansebagainya Bentuk melengkung, tipis dansebagainya. tapi kaku dan kokoh. kokoh Sifat-sifat inilah yang ditirumanusia dari alam dalam pembuatan struktur Shell merupakan bentuk struktural tiga dimensi yang kaku dan tipis dan mempunyai permukaan lengkung Dengan kelengkungan : 1 arah, 2 arah atau 3 arah. ktur Membrane atau Shell merupakan struktur gan bentuk permukaan melengkung. Dan mpu mendistribusikan beban dalam lebih dari arah untuk mendukungnya, tanpa tekuk nding) atau putar (twisting).
PERMUKAAN CANGKANG
ar Layered Structural Shell
eban beban yang bekerja pada permukaan cangkang iteruskan ke tanah dengan menimbulkan tegangan geser, arik, dan tekan pada arah dalam bidang permukaan tersebut. tersebut truktur cangkang tipis khususnya cocok digunakan untuk
Sign convention for cylind shell differential element.
ed Shells, untuk konstruksi ang panjang, cangkang tipis a interval tertentu ggunakan balok rib.
RIBBED SHELL
Dimana: z = jarak dari titik tengah permukaan t = ketebalan shell Mx = momen puntir arah axis dari gaya normal (Nx)
COMPOSITED SHELL
arametric triangular finite elements with
Kinematics of the first-order shear deformation theory
Cross Cross-section of laminated
HOMOGENITAS COMPOSITE REINFORCED SHELL curved shell finite elements and homogenization homogenization theory to the rigid-plastic case (Suquet, 1983) : untuk mengatasi keretakan pada permukaan shell.
prinsip dasar bekerjanya beban P pada permukaan bidang lengkung
ical double curvature ll structures SLIDING FAILURE
HISTORY : BASIC REINFORCED RIBBED SHELL A rib (or ribbed) vault ditopang oleh serangkaian “arched diagonal ribs” yang membagi permukaan vault’s dalam unit-unit panel. Unit kubah vault tersusun atas potongan-potongan ribs yang menyebar keluar seperti kipas (Bony 1983; Fitchen 1961)
Seperti gothic architecture yang terdiri atas “arches” dan “ogival” atau “ribbed vaulting” (Bony 1983)
ed Arch: d 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
OBYEK KASUS KAJIAN
OPERA SYDNEY HOUSE DI NEW SOUTH WALES, AUSTRALIA
SITE PLAN
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,
Fungsi bangunan sebagai tempat pertunjukkan seni (opera), balet dan teater
TATA LETAK ATAP
SHELL
Sistim struktur atap pada bangunan Opera Sydney House meru struktur shell jenis rotacional surface bidang yang diperoleh bilam suatu garis lengkung yang datar diputar terhadap suatu sumbu dengan permukaan ratisional dapat dibagi tiga yaitu, Spherical Surface, Elliptical Surface, Parabolic Surface
LETAK STRUKTUR KOLOM
FLOOR
d 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
h elevation of the Theatre (left) and cert (right) Halls.
Elevation Utara adalah gedung Concert Hall dan gedung Theatre . Bagian yang diarsir hitam adalah glass walls
Elevation Barat adalah gedung Concert Hall. Bagian yang diarsir hitam adalah dinding glas walls.
Restaurant, Concert Hall and Theatre Hall dilihat dari utara Theatre
SHELL Sistim struktur bangunan (atap) menggunakan struktur cangkang (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.
SHELL BENTANG LEBAR
Concert Hall : ruang dengan kebutuhan luas yang cukup besar dengan kapasitas besar sehingga tuntutan struktur bentang lebar Theatre: ruang dengan kebutuhan luas yang cukup besar dengan kapasitas besar sehingga tuntutan struktur bentang lebar
BENTANG LEBAR
Theatre Hall
ongan Longitudinal melewati ruang Theatre Hall Concert Hall
Gaya Meredional : Gaya meredional pada atap Sydney opera house berasa dari berat itu sendiri yang kemudian gaya itu disalurka melalui tulangan baja kekolo penyangga atap. Gaya meredional yang beke pada atap diatasi dengan mempertebal permukaan membentuk permukaannya menyerupai sirip-sirip denga tujuan agar permukaan lebi kaku
Gaya Rotasional, Gaya rotasional bekerja kearah vertica mengikuti lengkung atap kemudian beban disalurkan ketanah melaui tiga kolom yang ada. Beban tekan dan tari disalurkan melalui tulangan atap.
MATERIAL STRUKTUR ATAP
ada Sydney ouse dari proses nal kearah dengan dua arah dan tal) / double shell dengan aan lengkung
Atap terbuat dari 2194 ba beton precast yang masin masing seberat 15,5 ton. Kesemuanya disatukan de kabel baja sepanjang 350 Berat atap keseluruhan mencapai 27.230 ton yang dilapisi 1. 656. 056 keram Swedia. Berat bangunan 161.000 ton ditopang oleh kostruksi baja yang ditana pada kedalaman 25 m di bawah permukaan laut. Penyangga atap terdiri da kolom beton yang masing masing 2,5 meter persegi dengan struktur dinding
DISTRIBUSI BEBAN PADA KULIT SHELL
Distribusi tekanan (pressure) pada kulit cangkang
place a mirror edge on vertical centreline, facing left. Look at right with right eye and reflection of left with left
Ribbed Shell Structures Ditail plat shell dan rib reinforced
STRUCTURAL COMPOSITE SHELL
Schematic diagram of the LW/SE method f composite stiffened laminated cylindrical sh
NFORCED FLAT TE COMPOSITED
Schematic diagram and meshing scheme of a structural composite shells systems reinforced by complex stiffeners.
REINFORCED CONCRETE FOLDED HYPERBOLIC
odels conceptualize the roof as a ded plate or a hypar shell Ribbed Shell Structures
Aesthetic refinement of the concourse beams: (a) hardedged original proposal; (b) final solution - a compromise between artistic goals and cost of fabrication, providing considerable softening of form
REINFORCED CONCRETE SHELL PLATE Reinforced-concrete, folded-plate construction : cocok untuk sistim struktur yang membutuhkan atap dengan kebutuhan bentang cukup oanjang
emen shear wall untuk menyatukan antara campuran beton oncrete) dengan tulangan baja (steel ) secara langsung
D SHELL DITAIL
PLATE SHELL DITAIL
