Uploaded by User70212

SK 4

advertisement
PNEUMATIC STRUCTURES:
MODULAR CONSTRUCTION TECHNOLOGY
PERKENAL
AN
• Struktur pneumatik adalah suatu sistem struktur yang memperoleh kestabilannya
dari tekanan internal yang lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan eksternal
• Struktur pneumatik adalah membran yang membawa beban yang dikembangkan
dari tegangan tarik.
• Stabilisasinya dilakukan dengan memberi tekanan pada membran baik dengan:
a. menerapkan gaya eksternal yang menarik membran
b. tekanan internal jika membran menutupi volume.
• Struktur ini dapat menciptakan lingkungan buatan yang dapat beradaptasi dengan
penggunaan manusia.
• Medium tekanan yang digunakan : Udara, gas dan cairan.
Sejarah
 Eksperimen pertama dengan struktur pneumatik dilakukan selama pengembangan
balon udara panas. Awal yang efektif untuk pengembangan balon baru saja terjadi
pada akhir abad ke-18.
 Balon ini dibuat dari kain linen dan kertas.
 Pada tahun yang sama, Jaques A. C. Charles membangun balon hidrogen pertama A
Derigible disebut zepellin.
A Derigible or airship
Sejarah struktur pneumatis :
•1917 :
William Lanchester (Inggris) mengajukan hak patennya untuk penerapan prinsip
balon pada bangunan rumah sakit.
Ide mentransposisi teknologi balon ke trek arsitektur kembali ke insinyur Inggris F.
W. Lanchester.
Patennya atas sistem pneumatik untuk rumah sakit kampanye telah disetujui di
Inggris, pada tahun 1918, tetapi tidak pernah benar-benar dibangun, karena
kurangnya bahan membran yang memadai atau daya tarik bagi calon klien.
•1922 : Bangunan Oasis Theater (Paris) menggunakan struktur atap berlubang
pneumatis.
•1946 : Bangunan Radomes menggunakan struktur yang ditumpu udara.
Macam Desain Struktural Pneumatik
PRINSIP
•
•
•
Prinsipnya adalah penggunaan membran yang relatif tipis yang didukung oleh perbedaan
tekanan.
Dengan meningkatkan tekanan udara di dalam, tidak hanya bobot mati selubung ruang
yang seimbang, tetapi membran diberi tekanan ke titik di mana ia tidak dapat diindentasi
oleh pembebanan asimetris.
Prinsip ini berlaku seperti pada balon udara, dimana tekanan udara internal di dalam
balon lebih tinggi dibandingkan tekanan udara di luarnya.
Beban-beban yang dipikul mengakibatkan lendutan, karena membran adalah bidang dua
dimensi dan karena merupakan jala-jala yang saling membantu, maka bertambahlah
kapasitasnya. Gaya pada struktur membran :
• Cenderung dapat menyesuaikan diri dengan cara struktur tersebut dibebani.
• Sangat peka terhadap efek aerodinamika dari angin .Efek ini dapat menyebabkan
terjadinya fluttering (getaran).
Prinsip yang mendasari desain struktur membran adalah permukaannya harus
dipertahankan mengalami tarik pada semua kondisi pembebanan. Ada dua karakter
dasar dari kemampuan membran. Tegangan membran terdiri atas tarik dan geser,
yang selalu ada dalam permukaan bidang membran dan tidak tegak lurus di atas
bidang itu. Aksi membran pada dasarnya tergantung dari karakteristik bentuk
geometrinya, yaitu dari lengkungan dan miringnya bidang membran. Memerlukan
struktur lain untuk mempertahankan bentuk permukaanya, yaitu:
•
•
•
Rangka penumpu dalam yang kaku
Prategang pada permukaan yang memberikan gaya eksternal yang menarik
membrane (jika bentuknya lembaran)
Tekanan internal (apabila bentuknya volume tetutup (pneumatic)
Jenis-jenis utama struktur pneumatik yaitu:
• Struktur pneumatik lapisan ganda yang didukung udara Sistem memiliki keunggulan
dalam lebar bentangan.
• struktur pneumatik tabung yang digelembungkan udara.
• sistem memiliki keunggulan pada fleksibilitas ruang dan bukaan.
KARAKTERISTIK
1. RINGAN
2. MENJANGKAU
3. MURAH
4. CEPAT DIBANGUN
5. SEMENTARA
KARAKTERISTIK
1) BERAT BERSIH
1. Bobot struktur dibandingkan dengan area yang dicakupnya sangat kecil
2. Berat atap membran, bahkan ketika diperkuat oleh kabel, sangat kecil
3. Tekanan udara rendah sudah cukup untuk menyeimbangkannya
4. Bahkan dengan bentang lebih dari 100m3, berat struktur tidak melebihi 3kg / meter persegi.
2) MENJANGKAU
1. Keuntungan lain dari struktur lain adalah, untuk membran pneumatik, tidak ada rentang
maksimum teoritis yang ditentukan oleh kekuatan, elastisitas, berat spesifik atau sifat lainnya.
2. Hampir tidak mungkin untuk menjangkau jarak lebih dari 36km. Dengan kabel baja seperti itu
mereka akan gagal karena ketidakmampuan mereka untuk menopang beratnya sendiri. Tetapi
dengan pneumatik, rentang seperti itu mungkin tidak terjadi.
3) PEMBANGUNAN YANG MUDAH DAN CEPAT
1. Cocok untuk konstruksi sementara karena mudah dibongkar maupun dipasang.
2. 1 km persegi Suatu area bisa diruntuhkan dalam 6 jam. Dan bangun dalam waktu kurang dari
10 jam. Perbedaan 4 jam disebabkan oleh penetapan pasak, dll.
4) BIAYA
Struktur pnuematic relatif lebih murah untuk mendirikan bangunan sementara jika
dibandingkan dengan yang permanen. Jika tidak, biaya per kaki persegi dari struktur
pendukung udara termasuk yang terendah untuk atap bentang besar.
5) CAHAYA ALAM YANG BAIK
Memberikan cahaya alami yang baik karena lembaran plastik tembus pandang /
transparan digunakan untuk menutupi ruang. Siang hari dapat dibawa masuk dengan
efisien. Ada banyak fleksibilitas dalam mendapatkan sinar matahari (50% -80%).
Tipe Pneumatic Structure
AIR – SUPPORTED STRUCTURE
•
•
Terdiri dari satu membran (menutupi ruang yang berguna secara fungsional) yang didukung
oleh perbedaan tekanan internal kecil.
Akibatnya, volume internal udara gedung berada pada tekanan yang lebih tinggi daripada
atmosfer.
•
Struktur pendukung udara menggunakan tekanan positif rendah untuk menopang membran
pada area tertentu. Udara harus disuplai secara konstan karena kebocoran yang terus
menerus, terutama melalui gedung.
•
Paling sering digunakan karena:
. Biayanya relatif rendah
. Kesederhanaan desain dan fabrikasi
AIR – INFLATED STRUCTURE
•
•
•
•
•
Hal ini didukung oleh udara bertekanan yang terkandung di dalam elemen bangunan yang
digelembungkan.
Volume internal udara gedung tetap pada tekanan atmosfer. Udara bertekanan di bantal hanya
berfungsi untuk menstabilkan membran pembawa beban. Ruang tertutup tidak bertekanan.
Keuntungan struktur rangka udara / kembung: 1. kemampuan menopang diri
2. Potensi untuk mendukung struktur yang terpasang
KLASIFIKASI STRUKTUR PNEUMATIC

1.
2.
3.
4.
Struktur pneumatik dapat dibagi lagi berdasarkan:
jenis tekanan difrensial
derajat tekanan difrensial
jenis kelengkungan permukaan
proporsi
Berdasarkan tegangan tarik yang dapat dilakukan dengan system prategang :
• Membran berbentuk bidang pelana
• Membran berbentuk bidang kerucut dengan setengah tiang tenda
• Membran yang dikombinasikan secara bebas dengan hasil tenda gergaji atau atap gantungan
Berdasarkan penopangnya :
• Kabel, contoh: struktur tenda
• Udara, contoh: struktur pneumatis
.
1. JENIS TEKANAN DIFRENSIAL:
a) Tekanan positif atau tekanan negatif.
b) Dalam sistem tekanan positif, membran selalu melengkung
ke luar, sedangkan dalam sistem tekanan negatif membrane
melengkung ke dalam.
c) 3.
Karena melengkung ke dalam, struktur ini rentan
terhadap genangan air & akumulasi salju.
d) 4.
Selain itu, sistem tekanan negatif membutuhkan
dukungan tinggi di tepi atau di tengah yang
membuatnya
lebih mahal.
2. DERAJAT TEKANAN DIFERENSIAL
SISTEM TEKANAN RENDAH
Sistem ini dilengkapi dengan udara bertekanan
rendah; karenanya harus
disediakan pasokan udara terus menerus.
Struktur pendukung eg-udara.
SISTEM TEKANAN TINGGI
Digunakan untuk ereksi & pembongkaran yang
mudah
Perbedaan tekanan adalah b / w 2000-7000mm
tekanan air (100 hingga 1000 kali sistem tekanan
rendah)
Sistem inflasi udara bertekanan tinggi ini adalah
sistem katup tunggal atau sistem katup ganda
yang mencegah keruntuhannya.
either having
3. JENIS KURVA PERMUKAAN
Struktur ini juga dapat diklasifikasikan menurut jenis kelengkungan pada permukaan luara) Lengkung tunggal
b) Melengkung ganda dalam arah atau sinkronisasi yang sama
c) Melengkung ganda ke arah berlawanan atau antiklastik
4. PROPORSI
•
Atas dasar proporsi yang berbeda, struktur pneumatik dapat berupa: -
•
Dua dimensi dengan ukuran yang sama dan satu dimensi yang lebih besar misalnya: "tabung", "tiang", "kolom", "menara".
•
Dua dimensi dengan ukuran yang sama dan satu
Dimensi yang lebih kecil, misalnya: - "bantalan“
•
Tiga dimensi dengan ukuran serupa,
Misalnya: - "balon", "bola", "bola", "gelembung
5. BAHAN:
ISOTROPIC : Ini menunjukkan kekuatan dan stretch yang sama di semua arah, contoh :
Film Plastik
Ini terutama diproduksi dari PVC, Poli-etilen, poliester, poliamida dll.
Kain
Ini dapat dibuat dari serat kaca atau Serat sintetis yang dilapisi dengan film PVC, poliester atau Poliuretena.
Membran karet
Mereka adalah yang paling ringan dan paling fleksibel.
Foil logam
Mereka memiliki ketahanan difusi gas yang sangat tinggi dan kekuatan tarik yang tinggi. Salah satu
masalah utama dalam penggunaan lembaran logam adalah kebutuhan untuk menghasilkan
sambungan potong dan tepian yang sangat tepat
BAHAN ANISOTROPIK :
Ini tidak menunjukkan kekuatan dan kemampuan regangan
yang sama ke segala arah. Mereka memiliki properti berorientasi arah, contohnya adalah:
Kain tenun: Mereka memiliki dua arah utama menenun. Mereka dapat dibuat dari:
. Serat organik misalnya: - wol, katun atau sutra.
. Serat mineral misalnya: - serat gelas.
. Serat logam misalnya: - kawat baja tipis.
. Serat sintetis misalnya: - poliamida, poliester dan poli-vinil
Kain gridded: - ini adalah tenunan kasar yang terbuat dari mineral organik atau serat sintetis
atau jaringan logam. Mereka terutama digunakan di mana transmisi cahaya maksimum dan
kekuatan tinggi diperlukan.
Karet sintetis: - kombinasi plastik dan karet. Mereka bisa lebih tahan lama. Mereka terbaru
dan lebih tahan terhadap perpanjangan.
Plastik: - Mirip dengan kain tenun. Keuntungannya adalah mereka memiliki kekuatan tarik
lebih dari lembaran plastik yang diproduksi secara normal.
Sangat cocok untuk bangunan yang tidak permanen atau semi permanen
Kelebihan Struktur Membran :
•
•
•
•
•
•
•
Struktur ini bisa digunakan untuk membuat bentukan – bentukan mulai dari yang sederhana
sampai yang kompleks, contoh: seperti permukaan bola
Struktur ini sifatnya ringan sehingga tidak memberatkan bangunan, contoh: tenda
Sangat cocok untuk bangunan yang tidak permanen atau semi permanen
Bisa untuk bentang yang lebar
Dari segi teknik, pada saat terjadi penurunan penopang, kabel segera menyesuaikan diri
pada kondisi keseimbangan yang baru, tanpa adanya perubahan yang berarti dari tegangan.
Merupakan elemen konstruksi paling ekonomis untuk menutup permukaan yang luas
Memiliki daya tahan yang besar terhadap gaya tarik, untuk bentangan ratusan meter
mengungguli semua sistem lain
Kelemahan Struktur Membran :
• Sangat peka terhadap efek aerodinamika sehingga mudah mengalami getaran
• Tidak dapat menahan beban vertikal
Tipologi Bangunan
TOKYO DOME
(air suported)
Lokasi
: Koraku 1-Chrome, Bunkyo, Tokyo, Jepang
Fungsi
: Stadion Musik dan Olahraga
Kapasitas : 55.000 orang
Luas Lantai: 115.221 m2
Sistem Rangka (bagian fasad) dan
Sistem Pneumatik ( bagian atap).
Atap dibuat menggelembung
dengan tekanan udara lebih dari
0,3% dari tekanan udara dari luar.
Tipologi Bangunan
Tipologi Bangunan
Tidak memerlukan cahaya
buatan pada siang hari, karena
membran yang digunakan
memungkinkan cahaya alami
untuk masuk.
Atap stadion menggunakan
membran fiberglass diperkuat
dengan kabel baja prategang.
Permukaan membran dilapisi
teflon agar tahan dari kotoran.
Menyesuaikan fungsi sebagai stadion, tidak
memungkinkan untuk menempatkan kolom
ditengah-tengah, maka dari itu menggunakan
sistem membran.
Aah penyalur gaya bangunan ini, disesuaikan
dengan geometri ruang yang dinaungi. Karena
mempengaruhi penempatan labran yang
berfungsi sebagai penyalur beban ke-kedua kolom
penumpu utama yang menuju ke pondasi rakitan
(yang merupakan pondasi pilihan ekonomis
daripada tiang pancang).
Tipologi Bangunan
Tipologi Bangunan
LOUIS-RIEL SECONDARY PUBLIC SCHOOL (THE DOME)
(air inflated)
Lokasi
Fungsi
: Ottawa, Ontario
: Olahraga dan Recreation Venue
Bangunan ini merupakan Dome dari LOUIS-RIEL
SECONDARY PUBLIC SCHOOL. Berfungsi sebagai
bangunan olahraga dan tempat rekreasi sekolah
tersebut.
Tipologi Bangunan
Bangunan ini termasuk kedalam struktur air inflated,
karena penggunaan mebran berlapis yang mana
membran tersebut memperkuat struktur bangunan
itu sendiri.
Tipologi Bangunan
Struktur ini menggunanakan material tembus pandang ringan,kedua
sisinya dilapisi olen lapisan akrilik yang memungkinkan struktur untuk
tidak menggunakan penerangan pada siang hari.
Untuk memperkuat struktur, material pendukung menggunakan baja
galvanis yang menyambung sampai ke tanah. Untuk menginsulasi
struktur dan meningkatkan akustik ruangnya, perbedaan tekanan
diatasi dengan lapisan tambahan PCV dari dalam struktur.
Download
Random flashcards
English Training Melbourne

2 Cards Einstein College of Australia

Journal Review

2 Cards Ibrahim Ibra

Cards

2 Cards oauth2_google_839d5b8d-0817-4342-a822-75be3959c818

Create flashcards