Struktur Pada Bangunan Tinggi z1611

Perancangan Arsitektur VI

2013

Isu saat ini!

Dalam industri bangunan; teknologi memunculkan high tech, high rise dan bangunan kaca yang terlihat dimana-mana, Dan mengikat bangunan di waktu dan tempatnya, tak peduli dengan Lokalitas & kondisi iklim

Penggunaan teknologi dalam merancang bangunan, pastikan batasan teknoya, jangan ekoya

GLOBALISASI:

Keistimewaan Teknologi 7 Maret 2007, Zaha Hadid mempersembahkan Arts Centre in Abu Dhabi.

Oxford union oleh Zaha Hadid's 18 January 2008 Penambahan pada “Pusat Timur Tengah” di St Anthony’s College, Oxford. “analogi biologi”! Kita hanya dapat berharap puisi biomimikri tersebut akan diterjemahkan dalam fungsi yang hijau, material dan teknoya juga.

Yang menjadi pertanyaan adalah apakah desainnya sesuai dengan konteks lingkungan?

Keistimewaan Teknologi 1). Pertama, ia membawa kesamaan dalam lingkung binaan, bahwa persyaratan kontekstual hilang keutamaannya dibanding keunggulan teknologi: Bangunan meng-Global, dengan

Keinginan menunjukkan identitas si perancang, bukan identitas setempat (lokasi)!

Keistimewaan Teknologi 2). Kedua, menyebabkan emisi CO². Contohnya; ruang kantor dengan 20 karyawan, akan membuang 111 ton CO² per-tahun-nya!

• Emisi karbon • Penurunan lapisan ozon • Membuka lubang diatas kutub • Menyebabkan UV masuk • Efek Rumah Kaca • Global warming • Perubahan iklim • Perpindahan manusia seperti di jaman kuno Orang pindah ke lokasi yang lebih nyaman; Zona iklim yang baru!

Apa yang tidak berubah? Prinsip dan komponen dalam desain!

Desain mengikuti iklim! Prinsip dan komponen dalam desain arsitektural seharusnya di terapkan pada setiap bangunan pada tiap bagian iklim di bumi, dengan keistimewaan yang ada pada persyaratan lokal

Intiland 2 (a.k.a Wisma Dharmala) Contoh desain mengikuti iklim! O Arsitek: Paul Rudolph O Lokasi: Surabaya, 1990

Intiland Tower 1 Paul Rudolph Jakarta, 1986

Asas Struktur (Firmitas) O Firmitas mengacu pada

KEAMANAN dan KESELAMATAN. O Keamanan: gangguan dari pihak lain (LUAR) O Keselamatan: gangguan dari pihak bangunan (DALAM)

Gangguan Iklim

O Gangguan iklim 4 musim, musim

dingin yang mematikan.

O Gangguan iklim 2 musim, terik

matahari yang menyilaukan, curah hujan yang tinggi, dan kelembaban yang sangat menggerahkan.

Keamanan Pendapat lain… O Keamanan itu termasuk gangguan dari binatang buas atau serangan dari manusia (perang maupun pencurian). O Kepedulian pada keamanan yang berasal dari gangguan dari hewan dan manusia bisa menjadi pelengkap dalam penggubahan sistem struktur dan konstruksi. O Misalnya, dari gangguan hewan dan manusia, dibuatlah tembok berkeliling tapak.

Hierarki Kebutuhan oleh Maslow

Kebersamaan vs Individualisme

Intinya; iklim 2 musim: keamanan bukanlah yang utama, melainkan keselamatan

Keselamatan Persyaratan Utama Struktur Bangunan 1. Stabilitas dan keseimbangan 2. Kekuatan dan kekakuan 3. Kontinuitas dan redundancy 4. Ekonomis 5. Fungsional 6. Estetis

Keselamatan

- Beban Angin dan Gempa -

Dinding dan Pondasi Iklim empat musim: O Dinding dan pondasi menjadi sangat vital dan utama dalam sesuatu bangunan, Ini terjadi karena dinding dan pondasi ini diberi tugas untuk menjamin keamanan, bukan keselamatan. O Dinding yang pejal dan pondasi yang tertanam di bumi diperlukan sebagai pengisolasi terhadap suhu yang dingin. Iklim dua musim: O Dinding untuk privasi, tak perlu masif serta tertutup keseluruhan. O Pondasi sebagai penghantar beban.

Tingkat Rawan Gempa

Indonesia “Ring of Fire” Volcanoes

Stabilitas dan Keseimbangan Kontinuitas •

•

Beban dari atap didistribusikan ke kolom dibawahnya. Jalur menerus (continue) ditunjukkan oleh kolom yang saling bersambung ke bawah menuju pondasi.

Diskontinuitas •

•

•

Efisiensi struktur dicapai dengan menyelaraskan kolom untuk mencapai jalur menerus ke pondasi. Pada contoh ini juga ditunjukkan bahwa kolom yang hilang atau rusak, masih terjadi pen-distribusian beban ke kolom lain. Diskontinuitas disebut juga STRUCTURAL REDUNDANCY

Northridge Earthquake Southern California 1994

http://www.berkeley.edu/news/berkeleyan/2006/01/18_resumption.shtml

Structural Redundancy O Redundancy (berlebihan) ialah konsep struktur yang mengacu

pada penyediaan beberapa jalur pembebanan, sehingga satu sistem menjadi back-up ketika terjadi kegagalan struktur normal.

O Struktur berlebihan memberikan jalur alternatif bagi beban

untuk menghindari kegagalan struktural.

O Minimnya REDUNDANCY pada struktur di area rawan gempa

adalah sangat berbahaya. O Contoh structural redundancy adalah Rumah Nias.

Rumah Nias (Omo Sebua)

“Diwa” Kolom Diagonal a.k.a Bracing

Multiple Column on Omo Hada

Earthquake-Resistant Structure Desain bangunan yang mampu mencegah keruntuhan total, menjaga keselamatan dan mengurangi kerusakan

http://nisee.berkeley.edu/elibrary/getpkg?id=GoddenD50-69 http://www.infinityfoundation.com/mandala/t_es/t_es_agraw_qu ake.htm

Seismic Retrofit! Istilah barat yang sudah lama diterapkan di rumah tradisional Indonesia

Seismic Retrofit menjadikan bangunan/struktur lama lebih tahan terhadap gempa tanpa harus membangun kembali semuanya.

Bergeser (Sliding) Contoh di luar negeri: O Struktur lama kemungkinan tidak tersambung secara baik ke pondasi. O Korosi memperparah sambungan O Struktur ini dapat tersambungkan ke pondasi.

Weak Foundation

Shock Absorbers O Adalah alat untuk

mengurangi akibat dari goncangan tiba-tiba dengan meredam energi goncangan gempa bumi

O Pada rumah Nias, kolom

utama bertindak juga sebagai shock absorbers dengan tidak menancap ke tanah, melainkan bertumpu diatas batu

Base Isolation

Tanah boleh bergerak sementara bangunan tetap ditempatnya

Isolation O Bantalan isolasi dipakai

agar tanah dapat bergerak, namun bangunan tidak.

Dampers

O Meng-konversi-kan energi gerakan pada bangunan menjadi panas. O Dengan bangunan yang tertancap kuat didalam tanah; akan

melindungi terhadap resonansi getaran.

Shear Walls O Adalah dinding yang

terdiri dari diagonal O Fleksibel O Melawan terhadap goyangan struktur

Slosh Tanks O Air dalam tangki bergoyang

kedepan dan belakang ketika gempa O Mencegah goncangan pada bangunan O Panas dari bangunan dapat terserap

Tuned Mass Dampers

Sebuah alat yang ditanamkan pada struktur untuk mencegah kerusakan atau kegagalan struktur yg diakibatkan oleh getaran (vibration)

Do you know?

Tensile Structure

Load Bearing Wall

Load Bearing Wall

Expose Structure

Concrete

Concrete

Do you know?

High Rise Tall Building = Vertical cantilever out of the ground

Structure Magazine, November 2003

Steel Systems

Structure Magazine, November 2003

MODULAR TUBE

TUBE-IN-TUBE

FRAME-TUBE

FRAME-SHEAR WALL

SHEAR WALL

FRAME

Reinforced Concrete Systems

Structural Systems for High-Rise

Bearing Wall Systems

O is comprised of planar

vertical elements, O inefficient for buildings above 15-30 storeys in height, O self weight is a limiting factor

Structural Systems for High-Rise

Core Systems

O is comprised of load

bearing walls arranged in a closed formself, O weight is a limiting factor

Structural Systems for High-Rise

Frame Systems

O is usually made of

columns, beams and floor slabs, O the upper limit is in the range of 60 storeys.

Structural Systems for High-Rise

Tube Systems O is normally characterised

by closely spaced exterior structural elements, O designed to resist lateral loads as a whole, rather than as separate elements, O most efficient form for above 60 storeys in height

Willis Tower (a.k.a Shears Tower)

Framed Tube and Belt Trusses

Shear Deformation Effects

Structure Magazine, November 2003

Today’s Trend!

Free–D High Rises

Turning Torso, Malmo (Calatrava)

Infinity Tower, Dubai (SOM)

Fordham Spire, Chicago (Calatrava)

Gazprom, Petersburg (RMJM)

Ocean Height, Dubai (Aedes)

Free–D High Rises

Ras Al-Khaimah, Dubai (OMA)

Dancing Towers, Dubai (Zaha Hadid)

CCTV, Beijing (OMA)

Free–D High Rises The CADtools shape scheme

Structure Magazine, June 2008

So, what do you need for that? You have to know!

Parametric Modeling Building Information Modeling (BIM) the challenge is not to find individuals who know how to use the latest BIM product, but to find those who have a clear understanding of the fundamentals and are able to adapt. - Skidmore, Owings and Merrill -

Parametric Modeling Tools such as Digital Project and Rhino, integrated with Revit

Rapid Prototyping & Fabrication

Computer-numerically-controlled (CNC) laser, waterjet, and rapid-prototype (RP) equipment (Polymer-based mockups from 3D Printers)

Infinity Tower, Dubai (SOM)

Core Systems and Formwork Systems

Absolute World, Mississauga, Canada

Turning Torso, Malmo, Spain

Al Hambra Tower, Kuwait City, Kuwait

Infinity Tower, Dubai, UAE

United Tower, Shraq, Kuwait

Auto Climbing Systems

What else should you know?

What’s on the roof? O Electromechanical drive systems O O O

O O

for elevators; A rail around the perimeter for façade cleaning equipments; A heliport or parking space; Air-intake towers for airconditining, but now are spread over individual floors Overhead glazing, for atriums and convention halls; Antenna system with appropriate lightning protection. All have same problems: THE STRUCTURE BENEATH IT

Alternative Design Configurations

Vertical Circulation And Systems

Residential Units

Retail Units

Outdoor Space

Source: Pre-fab-High-rise by Jessica Lee Butler

Alternative Design Configurations

Source: Pre-fab-High-rise by Jessica Lee Butler

Bosco Verticale, Milan, Italy

Balkon beton kantilever, tebal 28 cm dan bentang 3,5 m. Kemudian ditanami pohon dan perdu sehingga menjadi hutan vertikal

Reference O Prof. Ir. Josef Prijotomo, MArch & Rabbani Kharismawan, ST.MT; Firmitas dalam O O O

O O O O

Arsitektur di Indonesia; Asas Perancangan Arsitektur Munich Re Group, 2000, High-Rise Buildings Dr Karel Vollers, 2008, Free-D High Rises, Structure Magazine John Zils and John Viise, 2003, An Introduction to High-Rise Design, Structure Magazine Sule Aybar, MA; Globalization Versus Regionalization: Change In Clımate, Change In Educatıon https://www.som.com/publication/brief-history-of-digital-design-bim-at-som Pre-fab-High-rise by Jessica Lee Butler http://www.fgg.uni-lj.si/kmk/esdep/master/wg01b/l0720.htm