TENSILE SURFACE STRUCTURE (Membrane Structure)Roofing Amphitheater at Nimes, France

TUGAS 1 TEKNIK PELAKSANAAN

Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Teknik Pelaksanaan

Disusun Oleh :

ALFONSUS SRI AGSEYOGANIM. 126060100111013

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANFAKULTAS TEKNIK PASCASARJANAUNIVERSITAS BRAWIJAYA3

MALANG 20131

DAFTAR ISI

DAFTAR ISIiiDAFTAR GAMBARiiiBAB 1 TEKNIK PELAKSANAAN11.1.Tentang Tensile Surface Structure11.2.Alur Aktifitas Pelaksanaan Konstruksi Struktur Membran21.3.Contoh Penjadwalan Pelaksanaan Konstruksi Struktur Membran51.4.Beberapa Kriteria yang Mempengaruhi Prosedur Pemasangan51.5.Tipe Struktur Menurut Bentuk, Tiang, dan Bingkai61.6.Lifting Large Pillows8DAFTAR PUSTAKA18

1

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Area pengaruh dan tanggung jawab suatu manajemen konstruksi dalam proses desain dan konstruksi elemen struktur yang fleksibel3Gambar 1.2 Alur prosedur pemasangan4Gambar 1.3 Penjadwalan yang memungkinkan dengan luas membran sekitar 500-1000 m25Gambar 1.4 Tipologi struktur menurut bentuk dan tipe penyangga7Gambar 1.5 Penjabaran jenis bentuk dan kebutuhan yang diperlukan untuk pemasangan8Gambar 1.6 Flexible load-bearing elements in wide-span surfaces structures9Gambar 1.7 Ampiteater di Nimes, Perancis9Gambar 1.8 Gambar potongan dan tampak atas Ampiteater10Gambar 1.9 Gambar potongan11Gambar 1.10 Studi permodelan pemasangan atap Ampiteater di Nimes, Perancis11Gambar 1.11 Kiri : Slide bridge; kanan : Prosedur pemasangan12Gambar 1.12 Skema prosedur pengangkatan membran bawah dan membran atas13Gambar 1.13 Konstruksi sementara untuk menarik membrane sepanjang area massa bangunan13Gambar 1.14 Pulling the pillow along the slideway bridges13Gambar 1.15 Pemasangan awal pillows pada Ampiteater di Nimes, Perancis14Gambar 1.16 Fase penurunan/pembongkaran pillows16Gambar 1.17 Distance beam, telescopic beam, dan lattice boom16Gambar 1.18 Skema proses pengangkatan17Gambar 1.19 Proses tahunan pengangkatan pillows17

TEKNIK PELAKSANAAN

Tentang Tensile Surface StructureKarakteristik utama dari struktur permukaan adalah bentangnya yang cukup besar/lebar, yang dapat beratap di atas dengan sangat ekonomis tanpa dukungan internal. Bentuk konstruksi, yang menyalurkan seluruh gaya eksternal menjadi sebuah tegangan, telah terbukti paling sukses di area konstruksi ini (German), dengan pengecualian pada konstruksi cangkang. Pada struktur ini, volume yang digunakan diminimalisir tanpa mengurangi kekuatan, kekakuan, dan kestabilan struktur. Tantangan yang harus dimiliki oleh struktur jenis ini adalah tahan cuaca, tahan serangan kimia dan biologis, serta tidak mudah terbakar. Dalam hal keamanan struktural, struktur ini harus sesuai dengan persyaratan beban dan keseimbangan, dan juga pendistribusian tegangan harus disesuaikan dengan kondisi pembebanan eksternal.Prinsip prinsip pada struktur membran antara lain selalu mengalami gaya tarik dan memerlukan struktur lain untuk mempertahankan bentuk permukaanya. Struktur lain itu memiliki persyaratan 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)Tekstil yang dikategorikan sebagai material ringan sering diidentifikasikan sebagai material dengan massa jenis yang kecil. Dalam konteks struktur ringan lebih tepat bila massa jenis ini kita korelasikan dengan kekuatan dari material tersebut, yang kita sebut sebagai angka panjang putus, yaitu panjang terukur dari material tersebut yang dalam keadaan tergantung akibat berat sendirinya sampai menjadi putus.

MaterialMassa Jenis (g/cm3)Tegangan Putus (N/mm2)Panjang Putus (km)

Steel7.855207

Al-alloy2.7036013

Steel cable7.851.7723

Polyesterfibre1.381.3394

Glasfiber2.502.496

Aramidfibre1.422.7190

Dari tabel di atas dapat dibandingkan dua material yang sering digunakan untuk struktur ringan, yaitu kabel baja dan polyesterfibre (tekstil). Polyesterftbre dengan massa jenis yang kecil mempunyai panjang putus 4 kali lebih panjang dari pada kabel baja. Tidak heran, bila dalam perkembangan struktur ringan, saat ini banyak digunakan material tekstil. Yang umum digunakan adalah polyesterftbre dengan lapisan PVC (Polyvinyl Chlonde), Teflon atau Silicon. Perkembangan teknologi terbaru dari bahan tekstil adalah digunakannya tekstil type polyesterftbre dengan lapisan PVC yang tahan terhadap debu/kotoran dan sistem penenunan yang tahan terhadap sobekan. Hal ini menjadikan material tekstil sebagai bahan yang tahan terhadap cuaca (durability) lebih lama.Kelemahan pada struktur membran antara lain sangat peka terhadap efek aerodinamika sehingga mudah mengalami getaran dan tidak dapat menahan beban vertikal. Tapi struktur membran juga banyak memiliki kelebihan antara lain 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 dan sangat cocok untuk bangunan yang tidak permanen atau semi permanen serta bisa untuk bentang yang lebar

Alur Aktifitas Pelaksanaan Konstruksi Struktur MembranBidang ekonomi dan teknis kegiatan tidak selalu dapat dianggap terpisah dalam manajemen konstruksi. Metode konstruksi tidak hanya tergantung pada ketersediaan anggaran dan waktu yang diperbolehkan saja tetapi, terutama untuk pembangunan struktur bentang lebar ringan, yang tergantung pada sifat material dan desain rekayasa dan persiapan kerja. Ini tentu saja membuat hal tersebut perlu untuk melihat ke dalam suatu tujuan, tugas, dan area pengaruh dari rekayasa konstruksi.

Gambar 1.1 Area pengaruh dan tanggung jawab suatu manajemen konstruksi dalam proses desain dan konstruksi elemen struktur yang fleksibelSumber: Seidel, 2009

Dalam rangka untuk memperkirakan masalah dalam membangun struktur bentang lebar yang ringan secara realistis, perlu untuk memiliki beberapa poin penting, yaitu selain pengetahuan tentang faktor-faktor yang dihasilkan dari bentuk, kekuatan hubungan dan materi, perlu juga adanya pemahaman yang mendalam tentang proses bekerja di lokasi konstruksi. Pelaksanaan konstruksi membran adalah mencakup serangkaian urutan prosedur pemasangan, yang tentunya terkait dengan struktur membran. Ada beberapa urutan prosedur pemasangan yang dapat dikategorikan sebagai berikut :

Gambar 1.2 Alur prosedur pemasanganSumber: Seidel, 2009

Tujuan utama pemasangan dalam konstruksi ini adalah untuk meminimalkan biaya dengan mengurangi atau menyederhanakan kegiatan yang bersifat individu. Selain efek pada kondisi produksi, kondisi transportasi, dan kondisi lapangan, perencanaan kerja untuk proses pemasangan/pembangunan merupakan faktor yang paling penting untuk optimasi dan rasionalisasi konstruksi selama fase desain.

Contoh Penjadwalan Pelaksanaan Konstruksi Struktur Membran

Gambar 1.3 Penjadwalan yang memungkinkan dengan luas membran sekitar 500-1000 m2Sumber : Seidel, 2009

Beberapa Kriteria yang Mempengaruhi Prosedur PemasanganBeberapa parameter, di mana masing-masing prinsip-prinsip pemasangan pada dasarnya dipengaruhi oleh teknologi produksi, teknologi konstruksi, dan penghematan biaya. Kategorisasi dari faktor-faktor ini juga disesuaikan dengan parameter seperti bahan yang digunakan, detail konstruksi, prinsip bagaimana beban yang menolak, serta logistik dan peralatan yang bersifat temporer.Berikut beberapa hal yang menjadi dasar prinsip-prinsip pemasangan, yaitu :Tipe dan sambungan material yang akan digunakanPrinsipal kerja dari suatu sistem strukturKondisi lokal di area konstruksiTipe perlengkapan konstruksi yang digunakanKemudahan produksi, pengantaran, dan transportasi

Tipe Struktur Menurut Bentuk, Tiang, dan BingkaiAda beberapa tipe konstruksi lengkung yang dibagi menjadi 2 kategori, yaitu anticlastically curved construction dan synclastically curved constructuion. Anticlastically Curved Construction dibagi menjadi :1. Awnings1. High Point1. Arches1. Ridge and ValleySynclastically Curved Construction dibagi menjadi :1. Element Pillows1. Large Pillows1. Air-supported HallsKeseimbangan suatu bentuk dalam aksi pembebanannya memainkan peranan penting dalam bentuk aktif struktur bentuk, yang menjelaskan alasan elemen beban permukaan pada sistem struktur ini biasanya dibagi menjadi 3 (tiga) grup menurut tipe penyangga nya :1. Membrane surfaces supported at point1. Membrane surfaces supported along a line1. Membrane surfaces supported over the whole area

Gambar 1.4 Tipologi struktur menurut bentuk dan tipe penyanggaSumber: Seidel, 2009

Gambar 1.5 Penjabaran jenis bentuk dan kebutuhan yang diperlukan untuk pemasanganSumber: Seidel, 2009

Lifting Large PillowsDalam proses pengangkatan pillows, beberapa persiapan yang perlu diketahui meliputi material dan peralatan. Material yang digunakan sebagai struktur permukaan (membrane) dapat merupakan berbahan Poliester dengan dilapisi PVC yang dibuat di pabrik, dengan penampang yang dapat dilihat pada Gambar 1.6

Gambar 1.6 Flexible load-bearing elements in wide-span surfaces structuresSumber: Seidel, 2009Untuk pengatapan dengan area yang luas dengan pillows dukungan pneumatic (tertutup, berisi angin), operasi pengangkatan membran merupakan tantangan utama. Kain dan tali dengan berat berton-ton harus diangkat ke posisi tertentu dan dikencangkan. Hal ini memerlukan logistik dan persiapan teknis yang tepat. Pemasangan pillows ke posisi akhir dapat dilakukan dengan menarik lapisan/sisi pillows yang kendur sepanjang konstruksi temporer atau dengan mengangkat area tertentu pada suatu kondisi tertentu.

Gambar 1.7 Ampiteater di Nimes, PerancisSumber: Seidel, 2009

Parameter dalam menentukan prosedur pamasangan antara lain : ukuran pillows, posisi dan konstruksi cincin tekan (pressure ring), kondisi lokal, ketersediaan peralatan pemasangan, dan kondisi iklim. Proses penarikan dan pengangkatan pillows akan dijabarkan selanjutnya.

Gambar 1.8 Gambar potongan dan tampak atas AmpiteaterSumber: Seidel, 2009

Gambar 1.9 Gambar potonganSumber: Seidel, 2009

Gambar 1.10 Studi permodelan pemasangan atap Ampiteater di Nimes, PerancisSumber: Seidel, 2009Untuk memberikan atap sementara pada amfiteater kuno di Nmes, diputuskan untuk mengatapi daerah elips dengan dimensi dalam sumbu utama 62 m x 91 m dengan konsep bantal (pillows) yang didukung udara ringan di dalamnya.Pillows, diadakan di tempat dengan dikelilingi tali sekitarnya, akan dipersiapkan untuk dikencangkan dari cincin kompresi yang didukung oleh 30 kolom berengsel. Membran bantal luar dan dalam terdiri dari kain poliester berlapis PVC (atas TYP IV, lebih rendah TYP II) dan terletak di jaring tali dengan diameter tali d = 22 mm untuk d = 45 mm. Munculnya membran atas adalah 8,2 m, bahwa dari 4,2 m lebih rendah

Gambar 1.11 Kiri : Slide bridge; kanan : Prosedur pemasanganSumber: Seidel, 2009

Pola keseluruhan struktur membrane ini telah dihitung oleh komputer. Ini terdiri dari 500 strip dengan panjang hingga 84 m dan lebar strip hingga 2,5 m. Luas membrane sekitar 4.000 m2 untuk bagian atas dan bawah membran hampir memiliki ukuran yang sama yang dibuat dalam satu masing-masing bagian.Tantangan dari pemasangan awal adalah untuk mengangkat lapisan luar dan dalam dari bantal dan jaringan tali ke dalam posisi untuk tensioning tanpa merusak elemen-elemen asli yang bersejarah yang telah ada.Rencana skema pertama yaitu mengangkat kedua lapisan bantal dengan menggembungkan konstruksi bantal di bawah, yang terlihat pada Gambar 1.12, namun telah diinvestigasi dan akhirnya ditolak.

Gambar 1.12 Skema prosedur pengangkatan membran bawah dan membran atasSumber: Seidel, 2009

Gambar 1.13 Konstruksi sementara untuk menarik membrane sepanjang area massa bangunanSumber: Seidel, 2009

Gambar 1.14 Pulling the pillow along the slideway bridgesSumber: Seidel, 2009

Gambar 1.15 Pemasangan awal pillows pada Ampiteater di Nimes, PerancisSumber: Seidel, 2009

Prosedur pemasangan yang digunakan akhirnya adalah dengan menarik jaringan tali pendukung dan lapisan longgar pillows secara bertahap sepanjang 30 bidang geser baja yang dipasang di tiang-tiang, ketegangan mereka ke ring kompresi perimeter dan mengembang pillows dengan memasukkan udara terkompresi. Ilustrasi pada Gambar 1.12 Gambar 1.13 Gambar 1.14 menunjukkan pemasangan jembatan geser (sliding bridge), fase pemasangan, dan peralatan untuk proses pengangkatan.Ukuran dari satu buah paket membran yang akan dibentangkan adalah 10 x 7 x 2,5 m dengan berat sekitar 8 ton per paket. Berat seluruh paket membrane tersebut termasuk jaringan tali adalah sekitar 40 ton. Pengukuran konstruksi temporer yang ekstensif sangat diperlukan dalam proses pengangkatan. Pemasangan bantal (pillows) berlangsung sekitar 2 minggu.Dalam rangka untuk melepaskan/menurunkan pillows di musim panas, skema pemasangan dan pembongkaran seluruh konstruksi tahunan yang ekonomis harus dikembangkan.Skema ini menyediakan kolom dengan sistem hidrolik yang dapat menaikkan dan menurunkan secara mekanis. Untuk mengangkat lapisan bantal lengkap dengan jaring tali, stayed lattice booms ditarik ke atas kolom. Sudut triangle yang terdapat di depan tiang/kolom dibentuk oleh distance beam dan telescopic beam, merupakan struktur sederhana yang menyokong keseluruhan balok boom (beam boom) (Gambar 1.14). Semuanya itu suatu kesatuan elemen struktur yang digunakan untuk mengangkat pillows.

Gambar 1.16 Fase penurunan/pembongkaran pillowsSumber: Seidel, 2009

Gambar 1.17 Distance beam, telescopic beam, dan lattice boomSumber: Seidel, 2009

Gambar 1.18 Skema proses pengangkatanSumber: Seidel, 2009

Gambar 1.19 Proses tahunan pengangkatan pillowsSumber: Seidel 2009

DAFTAR PUSTAKA

Adi, W. M. (2013, Maret 19). Retrieved from Gado Gado Blog's: http://campuraduk-gadogado.blogspot.com/2011/03/struktur-membran-struktur-teskstil.htmlSeidel, M. (2009). Tensile Surface Structure - A Practical Guide to Cable and Membrane Construction. Germany: Ernst & Sohn .