Pneumatic Structure Kelompok 6 Asep Setiawan (21318152) Egin Eriska Oktaviani (2238171) Isya Nafis (23318419) Nuha Litakuna Karima (25318391) AGENDA INTRODUCTION Pengertian Struktur Pneumatik, Prinsip dan Kelebihan HISTORY OF PNEUMATIC STRUCTURE Sejarah terciptanya struktur pneumatik TIPOLOGY & CONCEPT OF TOKYO DOME Tipologi bangunan sejenis dan konsep yang digunakan; Tokyo Dome STRUCTURE ANALYSIS OF TOKYO DOME Struktur analisis Tokyo Dome 01 02 03 04 DEFINITION • • • • • 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. PRINCIPLE • • • 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). CHARACTERISTICS 1. Ringan; bobot struktur dan berat atap membrane yang telah diperkuat dengan kabel dibandingkan area yang dicakupnya sangat kecil. Tekanan udara rendah cukup untuk menyeimbangkan. Bentang lebih dari 100 m², berat struktur tidak melebihi 3 kg/m² 2. Jangkauan yang Jauh; Mampu menjangkau lebih jauh dengan jarak lebih dari 36 km dibanding struktur lain. 3. Pembangunan Mudah dan Cepat; Mudah dibongkar pasang, 1 km² dapat diruntuhkan dalam 6 jam dan dibangun dalam waktu kurang dari 10 jam. 4. Biaya Murah; Murah untuk mendirikan bangunan sementara jika dibandingkan dengan permanen. 5. Cahaya Alami 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%). HISTORY OF PNEUMATIC STRUCTURE 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. Pada tahun yang sama, Jaques A. C. Charles membangun balon hidrogen pertama “A Derigible” disebut zepellin. Balon ini dibuat dari kain linen dan kertas. A Derigible Airship HISTORY OF PNEUMATIC STRUCTURE 1917 Ide mentransposisi teknologi balon ke trek arsitektur kembali ke insinyur Inggris F. W. Lanchester William Lanchester (Inggris) mengajukan hak patennya untuk penerapan prinsip balon pada bangunan rumah sakit 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. HISTORY OF PNEUMATIC STRUCTURE AND STILL GOING STRONG! 1946 1922 Bangunan Oasis Theater (Paris) menggunakan struktur atap berlubang pneumatis. Bangunan Radomes menggunakan struktur yang ditumpu udara. ENVELOPE • • • • Bisa dibuat dari berbagai materials Tidak dapat digunakan sebagai satu bahan kontinu bahan disatukan bersama dengan penyegelan, ikatan panas atau sambungan mekanis Rancangan dari envelope bergantung pada lingkungan yang bertekanan merata. ENTRANCE • • Pintu dapat menjadi pintu biasa atau pengunci udara Pengunci udara meminimalkan kemungkinan lingkungan bertekanan tidak merata SYSTEM COMPONENTS SISTEM KABEL • • • PERLENGKAPAN POMPA • • • Digunakan untuk men-supply dan menjaga udara internal didalam struktur Kipas angin, blower atau kompresor digunakan untuk suplai udara yang konstan Jumlah udara yang dibutuhkan tergantung pada berat material dan tekanan angin • Berfungsi sebagai system pendukung Mereka mengalami gaya tegangan karena gaya udara ke atas Dapat diganti dalam satu atau dua arah untuk membuat jaringan dan untuk stabilitas yang lebih baik Tidak gagal karena ditarik cukup kencang untuk menyerap beban eksternal PONDASI • • • • • • Struktur pneumatik diamankan ke tanah menggunakan beban berat, jangkar tanah atau dipasang ke fondasi Berat material dan beban angin digunakan untuk menentukan sistem penahan yang paling tepat untuk struktur yang lebih besar, kabel penguat atau jaring digunakan Untuk struktur pneumatik yang bergantung (struktur pendukung udara hanya atap), selubung dipasang ke struktur utama Saat penahan dilakukan ke tanah maka kabel yang dipasang ke jangkar langsung disisipkan dan bagian pecahan tanah untuk menahannya Sistem penahan tanah termasuk sekrup, cakram, jangkar bebek dan mata panah yang mengembang SYSTEM COMPONENTS TYPES OF PNEUMATIC STRUCTURE AIR SUPPORTED STRUCTURE Terdiri dari satu membran (menutupi ruang yang berguna secara fungsional) yang didukung oleh perbedaan tekanan di dalam. Akibatnya, volume internal udara gedung berada pada tekanan yang lebih tinggi daripada atmosfer. 1. Mempunyai tekanan udara di dalam yang lebih tinggi untuk mensupport bagian envelope. 2. Pengunci udara atau pintu putar membantu untuk menjaga tekanan di dalam. 3. Udara di dalam harus selalu disediakan 4. Masa hidup 20 – 25 tahun 5. Murah dan mudah dipasang TYPES OF PNEUMATIC STRUCTURE AIR INFLATED STRUCTURE Didukung oleh udara bertekanan yang terkandung dengan elemen bangunan yang digelembungkan. Udara bertekanan di bantal hanya berfungsi untuk menstabilkan membran pembawa beban. ruang tertutup tidak bertekanan. • Rangka penyangga terdiri dari udara bertekanan tinggi • Tekanan internal bangunan tetap pada tekanan atmosfer • Tidak ada batasan jumlah dan ukuran bukaan • Ia memiliki kemampuan untuk menopang dirinya sendiri • Mereka memiliki potensi untuk mendukung struktur yang terpasang LOADS AIR SUPPORTED STRUCTURES • • • Beban angin dan salju adalah beban utama yang bekerja pada strutur pneumatic Struktur terikat sangat erat ke tanah, jadi tidak ada gaya horizontal yang diberikan ke envelope Karena struktur pneumatik bersifat tarik, envelope memiliki kemampuan untuk mendapatkan kekakuan untuk menahan beban yang bekerja padanya AIR INFLATED STRUCTURES • • Beban angin memproduksi beban lateral pada struktur and beban salju menyebabkan gaya ke bawah pada envelope. struktur pneumatik dirancang untuk menahan beban angin 120 mph dan beban salju 40 pon/yard MATERIALS FIBERGLASS • Memiliki gaya Tarik yang kuat, elastis, dan daya tahan yang bagus • Dilapisi dengan teflon atau silikon untuk meningkatkan ketahanan terhadap suhu ekstrim dan radiasi uv NYLON • Viny yang dilapisi nylon memiliki kekuatan, daya tahan dan kelenturan yang lebih disbanding polyester • Cenderung lebih mahal POLYESTER • Paling sering digunakan untuk bahan envelope untuk struktur kecil • Poliester berlapis PVC umum digunakan untuk struktur fleksibel yang didukung udara lebih kecil • PVC diaplikasikan pada poliester menggunakan bahan pengikat atau perekat ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) • Sangat menghemat energi karena transparan, insulasi dan resistensi sinar UV • Ringan dan masa hidup 20 tahun serta dapat didaur ulang APPLICATIONS SPORTS & CREATIONAL EXHIBITION & CONVENTION TRAVERSING BRIDGES CENTRES STRUCTURES MILITARY STRUCTURES SPORTS & CREATIONAL STRUCTURES FOR BOTANICAL CENTRES GARDENS CENTRES ADVANTAGES & DISADVANTAGES ADVANTAGES: ⬣ Ringan ⬣ Dapat menutupi bentang lebar tanpa support ⬣ DISADVANTAGES: ⬣ tekanan berlebih pada envelope internal ⬣ Umur layanan yang relatif singkat Perakitan cepat dan memiliki biaya awal dan ⬣ Pengoperasian kipas secara terus menerus pengoperasian yang rendah ⬣ Butuh di maintenance secara berkala dari Protability (mudah dibawa/diangkut) untuk menjaga tekanan ⬣ Tidak dapat mencapai nilai insulasi struktur berdinding keras TIPOLOGI BANGUNAN TOKYO DOME (AIR SUPPORTED PNEUMATIC STRUCTURE) Lokasi Fungsi Kapasitas Luas Lantai : Koraku 1-Chrome, Bunkyo, Tokyo, Jepang : Stadion Musik dan Olahraga : 55.000 orang : 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. TOKYO DOME (AIR SUPPORTED STRUCTURE) 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. Arah 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 LOUIS-RIEL SECONDARY PUBLIC SCHOOL (AIR INFLATED PNEUMATIC STRUCTURE) Lokasi Fungsi Venue : Ottawa, Ontario : Olahraga dan Recreation Bangunan ini merupakan Dome dari Louis-Riel Secondary Public School. Berfungsi sebagai bangunan olahraga dan tempat rekreasi sekolah tersebut. Bangunan ini termasuk kedalam struktur air inflated, karena penggunaan membran berlapis yang mana membran tersebut memperkuat struktur bangunan itu sendiri. LOUIS-RIEL SECONDARY PUBLIC SCHOOL (AIR INFLATED STRUCTURE) 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.
