ANALISA APLIKASI SISTEM STRUKTUR CANGKANG

PADA

THE CITY OF ARTS AND SCIENCE – VALENCIA, SPANYOL

MAHASISWA :

MULIA SAFRINA NIM. 1304104010016

DOSEN ;

CUT NURSANIAH ST, MTNIP. 19681013 199903 2 002

JURUSAN ARSITEKTUR FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SYIAH KUALA

2015

Deskripsi Objek

The City of Arts and Scienc adalah salah satu karya Santiago Calatrava yang unik.

Santiago mengambil sebuah konsep dari bentuk badan manusia yang sedang menoleh

kesamping, yang diambil dalam membangun bangunan tersebut adalah bentuk badan dari

seseorang yang sedang menoleh kesamping tersebut.

Santiago Calatrava

kebanyakan hasil karya santoago calatrava itu adalah bangunan modern, dapat dilihat

darui struktur atapnya, beliau kebanyakan menggunakan struktur membran, dan sangat unik dan

ekstrem dalam membangun sebuah bangunan dan salah satu bangunan yang terkenal adalah

bangunan seni dan pengetahuan di valencia.

Konsep

City of Arts and Sciences (Kota Seni dan Ilmu Pengetahuan) adalah skala besar pusat

rekreasi perkotaan untuk budaya dan ilmu pengetahuan di kota Valencia, Spanyol. Dirancang

oleh arsitek Valencia Santiago Calatrava dan mulai dibuka pada bulan Juli 1996, ini merupakan

contoh yang mengesankan dari arsitektur modern. Terletak di lahan kering sungai lama dari

Turia, di tengah-tengah antara kota tua Valencia dan distrik pesisir Nazaret, Kota Seni dan Ilmu

Pengetahuan meliputi area seluas 350.000 meter persegi.Setelah bencana banjir pada tahun 1957,

sungai dialihkan sepanjang kanal di sebelah selatan kota, dan dasar sungai yang mengering

berubah menjadi sebuah taman cekung yang indah, yang merupakan Kota Seni dan Ilmu.

Dikelilingi oleh aliran menarik dan genangan air, "kota" dan sekitarnya biasanya digunakan

sebagai tempat santai untuk berjalan siang atau malam. Sehingga daerah ini menjadi tujuan

wisata paling penting dan modern di kota Valencia.

Kompleks ini dirancang hampir seluruhnya oleh Valencia kelahiran Santiago Calatrava.

L'Hemisfèric, planetarium, adalah elemen pertama yang akan dibuka untuk umum pada April

1998. Bangunan ini dimaksudkan untuk menyerupai mata raksasa dengan kelopak mata yang

terbuka untuk mengakses kolam air sekitarnya. Dasar kolam adalah kaca, menciptakan ilusi mata

secara keseluruhan.Menjadikan L'Hemisfèric sebagai pusat dari Kota Seni dan Ilmu.

Museum Sains Felipe Principe, dibuka pada tahun 2000, menyerupai kerangka ikan paus.

Bangunan ini terdiri dari tiga lantai. Sebagian besar lantai dasar diletakkan sebuah lapangan

basket. Lantai pertama memiliki pemandangan indah dari Taman Turia yang mengelilinginya;

lantai dua "The Legacy of Science" adalah tempat para peneliti; lantai tiga yang dikenal sebagai

"Hutan Kromosom" yang menunjukkan urutan DNA manusia.

L'Oceanogràfic adalah sebuah taman oseanografi terbuka , akuarium oseanografi terbesar

di Eropa dengan luas 110.000 meter persegi dan berisi 42 juta liter air. Dibangun dalam bentuk

bunga bakung dan merupakan karya arsitek Félix Candela. Akuarium ini adalah rumah bagi lebih

dari 500 spesies yang berbeda termasuk lumba-lumba, paus beluga, ikan hiu todak, ubur-ubur,

bintang laut, bulu babi, singa laut, anjing laut, penguin, kura-kura, hiu, dan ikan pari. Tempat ini

juga dihuni spesies burung lahan basah.

El Palau de les Arts Reina Sofia adalah sebuah rumah opera dan pusat seni pertunjukan,

dan komponen besar terakhir dari Kota Seni dan Ilmu. Itu dibuka pada tanggal 9 Oktober 2005

ketika momen Valencian Community Day. Penggunaan Calatrava dari beton putih bersih dan

fragmen Gaudiesque ubin yang hancur,menjadi sebuah konstruksi Valencia penting,yang

mengikat semua struktur bersama-sama secara keseluruhan.

Two-face adalah kata yang tepat menggambarkan kota Valencia, Spanyol. Arsitektur

avant-garde mampu bersanding harmonis dengan peninggalan sejarah Valencia. Dibandingkan

dengan Madrid dan Barcelona, Valencia memang tidak memiliki area seluas dan belum setenar

keduanya. Namun, kota kelahiran masakan tradisional Spanyol, paella, ini mampu unjuk gigi

dalam bidang arsitektur. Sebelum tahun 1988, Valencia, hampir sama dengan kebanyakan kota

besar di Eropa, dikenal dengan daya tarik area kota tuanya. Namun sejak diresmikannya The City

of Arts and Science, Valencia memiliki kota baru yang tidak hanya sangat maju secara

arsitektural, tapi juga mampu menghadirkan hiburan dan informasi dalam kemasan yang

berbeda. Kekuatan arsitektur modern dan preservasi arsitektur bersejarah ini tidak dapat

dipungkiri turut menjadi salah satu elemen penting yang menarik perhatian wisatawan

mancanegara ke Valencia. The City of Arts and Science didesain oleh arsitek kelahiran Valencia,

Santiago Calatrava dan terdiri dari enam arsitektur yang berbeda untuk mengakomodasi

fungsinya masing-masing: Palau de les Arts Reina Sofia, Hemisféric, Principe Felipe Science

Museum, Umbracle, Ágora dan Oceanográfic.

PALAU DE LES ARTS REINA SOFIA

Gedung seluas 37.000 meter persegi dengan tinggi lebih dari 700 meter ini dikelilingi

oleh landscape seluas 87.000 meterpersegi dan memiliki empat ruang pertunjukkan untuk

keperluan berbeda serta ambience yang berbeda-beda akibat level dan ceiling yang beragam.

Gedung opera ini didesain memiliki volume dalam beragam dimensi yang kemudian menyatu di

dalam dua cangkang kongkrit simetris dan bagian atasnya ditutup dengan bentuk atap yang

menyerupai bulu. Material yang menopang struktur bangunan sebagian besar menggunakan

concrete putih yang terlihat seperti membungkus bangunan ini. Trencadis atau serpihan keramik

terlihat seperti mosaik adalah material terbanyak kedua yang digunakan untuk menutupi baik

“cangkang” maupun bagian atap gedung yang diresmikan pada tahun 2005 ini.

UMBRACLE

Umbracle yang terletak di bagian selatan kompleks merupakan gateway untuk pengunjung yang

sekaligus berfungsi sebagai gedung parkir. Umbracle menyerupai parade sepanjang 320 meter

dari 55 struktur besi melengkung dan 54 struktur besi yang melayang setinggi 18 meter. Bagian

atas promenade ini juga berfungsi sebagai showcase beberapa karya seni patung dan ratusan

jenis tanaman yang sekuruhnya tumbuh di wilayah Valencia.

PRÍNCIPE FELIPE SCIENCE MUSEUM

Arsitektur museum yang menyerupai repetisi asimetris dari kumpulan tulang rusuk. Di bagian

dalamnya, museum ini menunjukkan hubungan arsitektur, teknik dan seni dengan beberapa

prinsip dasar: kesederhanan pendekatan dan keanggunan bentuk arsitektur. Dan desain arsitektur

gedung ini mencerminkan prinsip-prinsip tersebut mulai dari bentuk geometrisnya, material yang

digunakan, dan keberadaan alam di dalamnya. Di dalam permainan proporsi dan bentuk-bentuk

organik arsitektur gedung ini diaplikasikan kaca untuk memaksimalkan penggunaan cahaya

alami.

ÁGORA

Sedikit berbeda dengan bangunan lainnya, Ágora didominasi struktur berwarna metalik.

Bangunan yang berfungsi sebagai public hall ini berbentuk ellipse yang meruncing di kedua

ujungnya dan memiliki luas hampir 5.000 meter persegi. Dan didesain memiliki open plan pada

lantai dasarnya untuk memaksimalkan kegiatan yang akan diadakan di dalamnya. Bagian atap

terbagi ke dalam dua bagian, fixed dan bergerak. Pada bagian atap yang fixed, digunakan panel-

panel kaca dan opaque panels dipertegas dengan barisan trencadis. Sementara pada bagian atap

yang bergerak menggunakan dua plat struktur dan dapat terbuka-tertutup seperti sayap untuk

memberi akses bagi pencahayaan alami.

HEMISFÈRIC

Hemisfèric merupakan gedung pertama yang dibuka untuk publik di kompleks ini.

Calatrava terinspirasi dari mata manusia ketika mendesain gedung ini, atau yang disebutnya the

eye of wisdom. Hal ini merupakan simbol observasi dunia yang akan dialami pengunjung

gedung ini melalui proyeksi audiovisual. Kolam air di sekelilingnya memegang peranan penting

bagi konsep desain Calatrava karena gedung yang didesain seperti paruh atas mata ini, akan

terlihat seperti sebuah mata keseluruhan ketika menyatu dengan pantulannya sendiri di atas air.

Bagian “pupil mata” yang terletak di tengah gedung dan membentuk setengah bola adalah dome

untuk teater IMAX.

Denah dan potongan IMAX Theater

OCEANOGRÀFIC

Sejak tahun 2002, Oceanogràfic diklaim sebagai rumah bagi akuarium terbesar di Eropa

yang memiliki ekosistem laut yang berbeda-beda, dari tropis hingga Kutub Utara dan Selatan.

Menaungi semuanya itu, Calatrava mendesain bangunan yang terpisah-pisah dan masing-masing

merepresentasikan ekosistem yang paling penting di dunia seperti laut Mediterania dan lainnya.

Sebuah bangunan berbentuk bola setinggi 26 meter menstimulasi dua area wetland di bumi:

mangrove swamps dan fens atau rawa-rawa dan wetland yang kaya mineral, atau sebuah dome

raksasa yang menyerupai igloo yang merepresentasikan area Kutub Utara.

Restoran bawah air dan akuarium utama yang menjadi tujuan ikonik di Oceanogràfic

terletak di tengah-tengah kompleks di dalam gedung dengan atap berbentuk organik. Atap

concrete putih yang didesain oleh Felix Candela ini menggambarkan figur seperti menyerupai

tanaman water lily.

Palacio de las Artes

Palacio de las Artes merupakan sebagai elemen terakhir di Kota kompleks Seni dan

Ilmu Pengetahuan, Opera House Valencia (Palacio de las Artes) telah dirancang sebagai

rangkaian volume yang tampak acak, yang bersatu melalui dua bentuk shell simetris, yang

terpoton . Bentuk ini dibangun dengan selubung baja, yang bekerja secara aksial dari pintu

masuk concourse dan membentang di atas kontur paling atas bentuk lengkung. Struktur yang

dihasilkan mendefinisikan identitas Opera House, secara dramatis meningkatkan efek simbolis

dan dinamis dalam lanskap, serta menawarkan perlindungan pada teras dan fasilitas yang ada

dibawah.

Volume yang berbeda dalam bangunan ditumpuk antara deck promenade horizontal

kantilever dari sisi struktur. Auditorium ber-AC, yang terletak di dalam gedung opera menampug

1.300 kursi, pada bagian tengah. Bagian tengah ini diatur dalam sebuah shell berbentuk akustik

yang tertanam dalam cluster.

Fasilitas ini terhubung ke sekolah music yang terletak di sepanjang pinggiran selatan site, dan

juga rumah yang lebih kecil, ruang praktek individu dan daerah administrasi.

Fungsi Struktur

Fungsi struktur bangunan, dalam arti yang paling sederhana, adalah untuk

mempertahankan bangunan agar tetap tegak. Struktur melakukan ini dengan mendukung beban

bangunan pada arah berlawana gaya tarik bumi (gravitasi). Demikian pula struktur harus cukup

kuat untuk menahan tekanan angin, gelombang kejut, ledakan sonik, getaran, beban benturan,

dan gempa bumi.

Persyaratan Struktural

Kesetimbangan

Struktur harus mampu mencapai keadaan setimbang akibat aksi beban yang diberikan.

Hal ini mengisyaratkan konfigurasi internal struktur bersama juga dengan sarana dengan apa

struktur ini harus dihubungkan dengan pondasinya berada dalam keadaan setimbang.

Stabilitas Geometrik

Stabilitas Geometrik merupakan sifat yang mempertahankan geomerti pada sebuah

struktur dan memungkinkan elemen-elemennya untuk beraksi bersama-sama menahan beban.

Kekuatan dan Kekakuan

Penerapan beban pada struktur menghasilkan gaya-gaya dalam pada elemen dan gaya

reaksi luar pada pondasi. Elemen serta pondasi tersebut harus mempunyai kekuatan dan

kekakuan yang cukup untuk menahan beban-beban ini.

bahan-bahan Struktur

Bentuk yang digunakan utnuk elemen-elemen struktur dipengaruhi secara luas oleh sifat

bahan pembuatnya. Sifat fisik bahan menentukan jenis gaya dalam yang dapat dipikul dan jenis

elemen yang sesuai.

Bahan struktur utama yang sering digunakan antara lain pasangan baja, dan beton.

Kriteria Desain dan Analisis

Dalam melakukan analisis dan mendesain dari suatu struktur perlu kriteria – kriteria

berikut:

Kemampulayanan

Struktur harus mampu memikul beban rancangan secara aman tanpa kelebihan tegangan

pada material dan mempunyai batas deformasi yang masih dalam daerah yang diizinkan.

Deformasi berlebihan dapat menyebabkan terjadinya kelebihan pada bagian struktur. Defleksi

atau deformasi besar dapat diasosiasikan dengan struktur yang tidak aman. Deformasi dikontrol

dengan memvariasikan kekakuan struktur. Hal lain yang berkaitan dengan deformasi adalah

gerakan pada struktur. Pada banyak situasi kecepatan dan percepatan aktual struktur yang

memikul beban dinamis dapat dirasakan oleh pemakai bangunan, dan dapat menimbulkan rasa

tidak nyaman.

Efisiensi

Ukuran yang sering digunakan adalah banyaknya material yang diperlukan untuk

memikul beban yang diberikan dalam ruang pada kondisi dan kendala yang ditentukan. Mungkin

saja terjadi, bahwa respons struktur yang berbeda-beda terhadap situasi beban yang diberikana

akan mempunyai kemampulayanan yang sama.

Konstruksi

Kriteria konstruksisangat luas dan termasuk juga ke dalamnya tinjauan mengenai banyak

serta jenis usaha atau manpower yang diperlukan untuk melaksanakan suatu bangunan, juga jenis

dan banyak alat yang diperlukan untuk melaksanakan suatu bangunan, juga jenis dan banyak alat

yang diperlukan serta lama waktu penyelesaian

Harga

Harga selalu merupakan faktor yan menentukan dalam pemilihan struktur. Konsep harga

tidak dapat dilepaskan dari dua hal yaitu efisiensi dan kemudahan pelaksanaan. Harga total suatu

struktur sangat bergantung pada banyak harga material yang dicapai, serta banyaknya upah

buruh yang diperlukan untuk melaksanakansuatu fasilitas, juga harga atau biaya alat yang

diperlukan selama pelaksanaan

Lain-lain

Faktor lain yang mempengaruhi pemilihan struktur yaitu peran struktur itu dalam

pandangan arsiteknya, struktur merupakan bagian terbesar dari penampilan bangunan.

Struktur Shell di Alam

Organisme yang hidup secara konstan merubah dan menyesuaikan dengan tekanan

eksternal yang baru; mereka bertransformasi dalam waktu dan ruang. Respon formal mereka

selalu menarik perhatian desainer dan sumber konstan untuk penemuan baru, walaupun mereka

tidak pernah secara tuntas mengetahui kakuatan dan prinsip yang membentuk organisme.

Ada banyak struktur pemukaan di alam yang tidak hanya ditemukan dalam skala mikroskopis

Klasifikasi Permukaan (Surface)

Untuk memprediksikan perlakuan struktur membran sebaik kemungkinan konstruksinya,

tidak hanya saja yang harus kita tahu, tetapi juga fisik alamiah dari permukaan dan karakteristik

perlakuan yang lain. Kurva merupakan properti fundamental dari permukaan. Sebuah permukaan

dapat didefinisikan oleh banyak kurva berbeda, oleh karena itu beberapa lengkungan (curvature)

khusus harus diidentifikasi: lengkung utama, lengkung Gaussian, dan lengkung tengah.

Lengkungan ini memberi karakteristik permukaan sebagai sistem lengkung tunggal atau ganda,

dimana permukaan lengkung ganda secara lebih jauh dibagi menjadi permukaan synclastik dan

anticlastic.

1. Rotasional Surface

Adalah bidang yang diperoleh bilamana suatu garis lengkung yang datar diputar terhadap

suatu sumbu. Shell dengan permukaan rotasional dapat dibagi tiga yaitu Spherical Surface,

Eliptical Surface, Parabolic Surface.

Spherical Surface Eliptical Surface Parabolic Surface

2. Ruled Surface,

Adalah bidang yang diperoleh bilamana ujung-ujung suatu garis lurus digeser pada dua

bidang sejajar. Shell dengan permukaan transasional dibagi dua yaitu cylindrical surface dan

eliptic paraboloid.

cylindrical surface eliptic paraboloid

3. Translational surface

Adalah bidang yang diperoleh jika suatu garis lengkung yang datar digeser sejajar diri

sendiri terhadap garis lengkung yang datar lainnya. Shell dengan permukaan ruled ada dua

macam, yaitu Hyperbolic Paraboloid dan Conoid.

Hyperbolic Paraboloid Conoid

1 Single Curved Shell

Shell dengan single curvature yang arah lengkungannya dalam satu arah serta

permukaannya tidak diputar/digeser, dan dibentuk oleh konus yang sama.

Single curved dibentuk oleh:

1. Konus

2. Silinder

Lengkung Barrel

2 Double Curved Shell

Yaitu shell dengan double curvature yang arah lengkungannya dalam dua arah. Terdiri

dari 2 macam:

1. Double Curved Shells yang arah lengkungnya ke satu arah (Synclastic shells) Contoh:

Spherical Dome Shell

2. Double Curved Shells yang arah lengkungnya ke arah yang berbeda (Anticlastic)

Contoh : Conoid

SHELL SILINDRIS

Shell silindris dengan lengkungaan tunggal dapat tersusun dari berbagai tipe kurva yang

berbeda. Kurva dasar mulai dari bentuk geometri tertentu dari tembereng lingkaran, parabola,

elips, hiperbola dan cycloid sampai dengan bentuk geometri yang luwes dari garis funicular.

Bentuk-bentuk dasar ini dapat digabungkan dengan banyak cara untuk menghasilkan potongan

melintang dari bentuk-bentuk yang bervariasi, yang mana dapat dikenali sebagai berikut :

Shell tunggal yang dikonstruksi dari segmen tunggal atau banyak segmen

Shell tunggal melawan banyak shell (bentuk berombak)

Bertulang melawan unit yang tidak bertulang

Cembung melawan cekung melawan bentuk berombak-ombak

Menerus melawan bentuk terputus (bentuk Y, bentuk S miring, dll)

Shell simetris melawan shell asimetris

Unit-unit shell silindris dapat disusun secara parallel, radial atau saling menyilang satu

sama lain, shelll bisa lurus, berlipat, atau dibengkokkan. Perilaku dari sebuah unit silindris linear

sederhana tergantung dari geometrinya, materialnya, keadaan muatan (beban), dan tipe dan letak

penyokongnya. Pengarah dari letak penyokong sungguh tampak nyata . sebaiknya didukung

secara menerus sepanjang sisi longitudinal (membujur)-nya oleh balok-balok yang kuat, rangka-

rangka, dinding-dinding atau pondasi-pondasi, gaya-gaya dialirkan secara langsung pada arah

transversal (melintang) menuju penyokongnya. Perilakunya dapat digambarkan sebagai reaksi

lingkungan paralel, masing-masing selebar satu kaki. Lingkungan ini harus relatif tebal sebagai

respon terhadap gaya-gaya dengan melengkung mengikuti aksi gaya aksial. Karena lengkungan

merupakan pertimbangan desai dasar, struktur permukaan dengan lengkungan tunggal ini tidak

betul-betul dipertimbangkan sebagai shell, karena respon structural dasar mereka bukan

merupakan aksi tipe membrane. Mereka disebut kubah, dan mungkin didesain kira-kira

sebagaimana lengkungan.

Di sisi lain jika tidak terdapat penyokong pada arah longitudinal, tetapi hanya pada arah

transversal, shell tentunya berperilaku seperti balok yang merentang pada arah longitudinal,

gaya-gaya tidak bisa terlalu lama diteruskan pada aksi lengkungan secara langsung ke arah

penyokong longitudinal. Untuk shell silindris dengan lebar chord kecil bila dibandingkan dengan

bentangnya, respon dasarnya akan menjadi aksi balok. Jenis shell seperti ini disebut shell

panjang atau shell balok, mereka bisa digambarkan sebagai balok dengan perpotongan

kurvilinear. Mereka diasmsikan untuk tidak mengubah dibawah aksi muatan sehingga distribusi

tekanan linear bisa digunakan.

Pendekatan desain shell balok beton

Ketiga struktur permukaan linear lengkung tunggal – vault, short, dan long shell – bisa

dipelajari lebih lanjut dengan menyelidiki transisi dari slab yang didukung balok satu arah

hingga shell beam. Untuk kasus dimana slab horizontal disokong oleh balok-balok, muatan

pertama-tama disalurkan pada aksi slab secara melintang dan kemudian pada aksi balik secara

membujur. Jika slab bengkok , aksi slab digantikan oleh aksi lengkung, dianggap bahwa balok

sisi membujur sangat kaku bila dibandingkan dengan shell, jadi kondisi tersebut mirip dengan

kubah yang disokong secara membujur. Bagaimanapun, jika bagian tepi relatif fleksibel, barulah

tepi balok dan shell bisa bertindak bersama sebagai satu kesatuan : kekuatan dasar pada shell ini

dengan tepi balok adalah aksial natural, sebagaimana disebabkan oleh aksi balok pada arah

longitudinal daripada membengkok ke arah aksi lengkung pada arah tranversal.

REFERENSI

http://purbojoyoarchitect.blogspot.com/

http://www.arcspace.com/features/santiago-calatrava/city-of-arts-and-sciences/

http://ambienceconsultant.tumblr.com/post/26552483515/divine-avant-garde