Upload
tasia-cruz
View
887
Download
65
Embed Size (px)
Citation preview
APLIKASI STRUKTUR MEMBRAN PADA BANGUNAN STADION “TOKYO DOME” DI JEPANG
Tokyo Dome yang berada di Tokyo, Jepang merrupakan bangunan hasil desain dari Nikken
Sekkei Ltd, Takenaka Corporation. Luas bangunan ini 115.221 m2 dengan jumlah lantai adalah 6
lantai (2 lantai basement). Bangunan in selesai dibangun pada tahun 1988. Sistem struktur yang
digunakan pada bangunan yaitu campuran antara sistem struktur membran pada atap stadion dan
sistem struktur rangka takenaka pada atap bagian depan ( hall ) stadion. Material khusus pada atap
stadion menggunakan material membran fiberglass yang diperkuat dengan kabel baja pra tegang.
Untuk atap hall digunakan sistem struktur takenaka membentuk rangka ruang yang tetrahedral
dengan penutup atap dari material kaca.
Tokyo Dome merupakan jawaban atas harapan agar tetap dapat menonton pertandingan base ball ,
meskipun dalam keadaan hujan. Takenaka corporation berperan penting untuk merealisasikan “ The
big egg “ sebagai bangunan bentang lebar struktur membran yang pertama kali dibangun di Jepang.
Terobosan teknologi sangat diperlukan untuk mensukseskan proyek ini. Teknologi tersebut meliputi
system struktur, material-material baru, pencegahan gempa, perlawanan terhadap beban angin,
Gambar 1. Tampak perspektif Tokyo Dome
Gambar 2. Tampak perspektif Tokyo Dome Gambar 3. Tampak depan Tokyo Dome
penghawaan buatan, pencahayaan, akustik, salju yang mencair dan pemeliharan. Terdapat dua tipe
struktur membran yaitu
1. air-support type : Merupakan Struktur membran jenis struktur Pneumatik, membran dibuat
membengkak ( menggelembung ) dengan meningkatkan tekanan udara di dalam ruangan ( indoor
) lebih 0,3 % terhadap tekanan udara di luar ruang.
2. Suspension membrane type : dimana penguatan/penegangan dimasukan ke dalam membran,
yang prinsipnya menyerupai payung.
ANALISA SISTEM STRUKTUR PADA STADION TOKYO DOME
Penyaluran Beban
Untuk menyesuaikan dengan tuntutan fungsi ruang stadion dimana tidak memungkinkan
menempatkan kolom pada tengah-tengah bangunan maka sistim struktur yang dapat
diplikasikan adalah sistem struktur membran. Dalam hal ini, permasalahan teknis yang dimiliki
oleh bentang lebar adalah bagaimana menjaga keseimbangan antara beban-beban yang dipikul
dengan berat sendiri struktur tersebut.
Pada struktur ini, bidang menerima beban, membentuk ruang dan sekaligus memikul
beban. Kekuatan utamanya terletak pada bebasnya arah gaya-gaya yang bekerja padanya.
Namun arah penyaluran gaya pada bangunan Tokyo Dome disesuaikan dengan geometri ruang
yang dinaunginya. Hal ini mempengaruhi penempatan arah labran yang yang berfungsi sebagai
penyalur beban ke dua kolom penumpu utama, yang menuju ke pondasi rakitan. Penggunaan
pondasi rakit merupakan pilihan yang lebih ekonomis daripada penggunaan pondasi tiang
pancang.
Gambar 4. Tipe suspensi membran Gambar 5. Tampak atas Tokyo Dome, membran yang dipertegang
Arah gaya penyaluran beban pada tokyo dome
Udara sebagai penumpu strutur
Untuk memikul berat beban sendiri dimanfaatkan tekanan udara panas yang ekuivalen dengan berat membran itu sendiri, sehingga mampu menopang membran dan tidak memerlukan kolom di tengah stadion. Tekanan udara panas juga mampu mengelembungkan permukaan membran sehingga tampilan menjadi lebih atraktif.
Material-material Membran
Material-material membran melindungi bangunan dari sinar yang menyilaukan mata, namun
memungkinkan cahaya menyinari ruang terbuka yang dapat dicapai tanpa bayang-bayang.
Permukaan material membran dilapisi dengan teflon yang membuatnya bertahan terhadap
kotoran, memungkinkan penampilannya menarik untuk diutamakan
Gambar 6. Gaya yang terjadi pada Tokyo Dome
Pemilihan jenis struktur air supported dipilih untuk mengantisipasi pengaruh angin, karena beban angin yang sangat besar, seminimal mungkin harus diketahui gayanya untuk menentukan besar tekanan membran saat di gelembungkan
Permukaan Atap
Kabel – kabel dari kawat baja terpasang pada permukaan atap dengan dua arah yang tegak
lurus satu dengan yang lain, dan teflon pelapis material membran fiberglass
diletakkan/dibubuhi terbentang diantara kabel-kabel.
Material membran yang mampu melindungi bangunan dari silau sinar matahari Material membran dilapisi oleh bahan
teflon(PTFE) sebagai penahan kotor
Kabel yang terpasang tegak lurus dan membentang pada permukaan atap
Gambar 7 dan 8. Material membran yang dilapisi bahan teflon
Gambar 9. Potongan Tokyo Dome
Gambar 10. Potongan Tokyo Dome
Gambar 10. atap Tokyo Dome
Contoh lain membran bahan teflon (PTFE), dipiliha karena bahan yang lebih transparan mampu melindungi silau matahari namun tetap lebih terang sekaligus dapat sebagai penahan kotor debu
Kabel yang terpasang tegak lurus dan membentang pada permukaan atap, dipergunakan untuk mempertahankan bentuk membran saat di gelembungkan
Kabel kawat baja yang juga difungsikan sebagai pra tegang pada membran pneumatik tipe air support.Hal ini digunakan agar tetap stabil pada pembebanan yang diberikan
PTFE pelapis material membran yang terbentang
diantara kabel-kabel
Pada membran Tokyo Dome perlu adanya pra tegang karena dengan cara ini membran
mudah bengkok dan dapat ditekan oleh gas atau udara. Dapat diketahui juga, dalam teori membran
tidak menggunakan pra tegang dapat membentangi ruangan yang besar sekali dengan tekanan
udara yang mengimbagi beratnya sendiri dari membran yang mengambang. Namun dalam
prakteknya membran perlu diberi pra tegang supaya menjadi stabil terhadap pembebanan yang
tak simetris. Inilah alasan mengapa membran pada Tokyo Dome tetap memerlukan pra tegang
dari kabel-kabel.
Tekanan udara
Udara dipompakan ke sisi dalam kubah, untuk meningkatkan tekanan udara dalam menjadi
0,003 atm lebih besar terhadap sisi luar dan membuat membran membengkak di bagian luar.
Perbedaan tekanan ini berbanding lurus dengan perbedaan antara permukaan tanah dengan
lantai 4 bangunan
Pencairan Salju
Pada saat salju mencair, sebuah mesin unit pencair salju beroperasi, memompa udara
hangat diantara dua membran, kemudian mencairkan salju
Perbedaaan tekanan udara dalam dan luar kubah yang dapat menggelembungkan kubah
Salju yang jatuh di atas atap dapat dibuat mencair dengan memompakan udara yang lebih hangat yang dioperasikan oleh sistem unit operasi
Gambar 11. Potongan Tokyo Dome
Management Sistem kontrol tekanan udara dan sistem pencair salju beroperasi sesuai
dengan perubahan kondisi udara seperti angin yang kuat dan permukaan salju. Keseluruhan
sistem ini dikendalikan oleh sistem manajemen operasi komputer.
Detail Struktur
Keistimewaan Struktur membran pada stadion Tokyo Dome
1. Ruang terbuka tanpa kolom memiliki aplikasinya terhadap ruang latihan yang luas, termasuk
fasilitas-fasilitas olahraga seperti stadion olah raga dan senam
2. Memiliki daya tahan yang besar terhadap gaya tarik, untuk bentangan ratusan meter
mengungguli semua sistem lain
3. Struktur membran yang diaplikasikan pada “ Tokyo Dome “ terbukti mengurangi biaya dari
struktur atap bentang lebar yang dikatakan dua kali lipat proporsi bangunan berbentang
sejenis
4. Struktur membran ini memiliki keuntungan ekonomis karena pencahayaan buatan tidak
diperlukan di siang hari.
Gambar 13. Hubungan membran dengan bangunan
Gambar 14 dan 15. Detail struktur pada fasade
Gambar 16. Interior Tokyo Dome waktu siang hari, tidak membutuhkan cahaya lampu
KESIMPULAN
Bangunan Tokyo Dome merupakan stadion pertama yang beratap di Jepang. Pemilihan sistem
struktur sangat sesuai dengan kondisi iklim dan tuntutan fungsionalnya dimana udara panas yang
dikompresikan ke dalam membrane, selain sebagai elemen pemikul berat beban sendiri juga dapat
dimanfaatkan unrtuk mencairkan salju. Sifat dasar membrane yang hanya tahan terhadap gaya
tarik, disempurnakan dengan cara penambahan elemen labrang prategang yang berfungsi sebagai
titik-titk tangkap gaya dan penyalur beban sehingga system strukturnya dapat memenuhi
tuntutan bangunan bentang lebar. Ketepatan pemilihan system struktur dan penggunaan material
yang sesuai adalah hal yang paling esensial dalam desain suatu bangunan. Dan bangunan Tokyo
Dome sebagai bengunan bentang lebar yang berfungsi untuk mewadahi kegiatan olah raga baseball
dapat terakomodir dengan baik secara sturktural.
Daftar Pustaka
http://sarangsyaoran.blogspot.com/2012/09/tokyo-big-egg-tokyo-dome.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Tokyo_Dome